斷路器控制回路與開關(guān)機(jī)構(gòu)的現(xiàn)場(chǎng)配合應(yīng)用

周 健

（廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司肇慶供電局，廣東 肇慶 526060）

斷路器控制回路與開關(guān)機(jī)構(gòu)的現(xiàn)場(chǎng)配合應(yīng)用

周 健

（廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司肇慶供電局，廣東 肇慶 526060）

分析了斷路器控制回路與開關(guān)機(jī)構(gòu)的現(xiàn)場(chǎng)配合存在問題，對(duì)于斷路器的防跳與保護(hù)裝置防跳配合時(shí)產(chǎn)生的寄生回路，列舉多種解決方案進(jìn)行優(yōu)缺點(diǎn)分析比較，提出了一種較為合理的改進(jìn)方案建議。

控制回路；防跳躍；應(yīng)用

筆者參加了電力系統(tǒng)的開關(guān)無油化改造以及多項(xiàng)保護(hù)微機(jī)化改造技改工程的安裝和調(diào)試，以下對(duì)斷路器控制回路現(xiàn)場(chǎng)配合應(yīng)用遇到的問題進(jìn)行分析探討。

1 問題的提出

1996年某站引進(jìn)的第一臺(tái)合資廠的開關(guān)進(jìn)行開關(guān)改造，安裝完畢在做開關(guān)整組傳動(dòng)試驗(yàn)時(shí)，當(dāng)用KK操作合上斷路器后，發(fā)現(xiàn)操作電路板合位以及分位發(fā)光二極管都亮，控制屏僅紅燈HD亮。當(dāng)用KK操作斷路器分閘時(shí)，斷路器操作機(jī)構(gòu)分閘正常。但是，分閘后出現(xiàn)控制回路斷線信號(hào)，而操作電路板跳位發(fā)光二極管亮，但控制屏紅﹑綠燈都沒有亮的異?，F(xiàn)象。當(dāng)時(shí)將控制電源斷開，再重新投入電源時(shí)跳閘位置指示全部正常。

2 原因的分析

查找原因發(fā)現(xiàn)存在寄生回路如圖1，在控制室進(jìn)行遠(yuǎn)方合閘時(shí)，S4打到遠(yuǎn)方位置，其1﹑2接點(diǎn)接通，當(dāng)合閘命令發(fā)出，斷路器合上后，DL常開接點(diǎn)閉合，跳閘位置繼電器TWJ是通過DL常開接點(diǎn)及斷路器防跳繼電器K3線圈形成回路使跳位發(fā)光二極管亮，由于TWJ的直流電阻為20kΩ動(dòng)作電壓為130V，K3的直流電阻40kΩ動(dòng)作電壓為125V，串聯(lián)分壓原理得TWJ線圈上的電壓為73V，K3線圈上的電壓為147V，因而防跳繼電器K3動(dòng)作，TWJ線圈由于電壓不足而不動(dòng)作，控制屏上的綠燈不亮。而開關(guān)的合閘回路已經(jīng)由DL常閉接點(diǎn)以及K3的常閉接點(diǎn)斷開了。當(dāng)開關(guān)分閘后由于防跳繼電器K3通過其常開接點(diǎn)與TWJ線圈形成回路，一直在動(dòng)作將合閘回路斷開并自保持， TWJ線圈上的分壓繼續(xù)不足以動(dòng)作。而斷路器又在分閘位置其常開輔助接點(diǎn)DL將分閘回路斷開，合位HWJ繼電器返回，因此，出現(xiàn)控制回路斷線信號(hào)。當(dāng)控制電源斷開后，K3自保持會(huì)因失電而返回。重新投入控制電源時(shí)，合閘回路已經(jīng)恢復(fù)正常，TWJ跳閘位置繼電器動(dòng)作故燈光顯示恢復(fù)正常。

3 解決的方案

如何取消這個(gè)寄生回路，基于傳統(tǒng)的控制回路防跳躍功能已經(jīng)在電路板構(gòu)成整體，并兼顧跳保持作用暫不打算取消，曾考慮過以下四種簡(jiǎn)單的解決措施。

方法一：保留保護(hù)裝置內(nèi)的TBJ防跳回路不變，取消開關(guān)機(jī)構(gòu)的防跳功能。斷開斷路器操作機(jī)構(gòu)內(nèi)的防跳繼電器K3的線圈，并短接其串在合閘回路中的常閉接點(diǎn)，具體如圖2所示。

方法二：跳閘位置繼電器TWJ線圈及其發(fā)光二極管單獨(dú)引出增加7回路電纜芯，經(jīng)過斷路器的常閉輔助接點(diǎn)接到負(fù)電源，如圖3所示。

方法三：跳閘位置繼電器TWJ線圈及其發(fā)光二極管單獨(dú)引出增加7回路電纜芯，經(jīng)過斷路器及跳躍的常閉輔助接點(diǎn)接到合閘回路，如圖4所示。

方法四：遠(yuǎn)方合閘回路 “7” （包含跳閘位置監(jiān)視）經(jīng)過斷路器的常閉輔助接點(diǎn)接到合閘回路，如圖5所示

圖1：控制回路與斷路器防跳存在寄生回路的展開圖

圖2：方法一展開圖

圖3：方法二展開圖

對(duì)于四種解決方法的分析比較：

第一種方法，雖然取消了寄生回路，但犧牲了斷路器操動(dòng)機(jī)構(gòu)內(nèi)的防跳功能，在就地操作的時(shí)候沒有防跳躍功能不太合理。

第二種方法，也取消了寄生回路，但同時(shí)也失去了對(duì)合閘回路監(jiān)視的功能，有點(diǎn)顧此失彼。有些專業(yè)人員認(rèn)為：合閘回路不監(jiān)視問題不大，對(duì)進(jìn)口斷路器更是如此，只要保證接線正確，合閘線圈斷線機(jī)率是很小的。對(duì)這種觀點(diǎn)，原能源部西北電力設(shè)計(jì)院編寫的《電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)》中指明了原則：“為了保證控制回路的可靠性，防止由于震動(dòng)使端子接線脫或輔助觸點(diǎn)不良而引起斷路器拒動(dòng)而擴(kuò)大事故，建議仍然設(shè)電源及跳﹑合閘回路完整性監(jiān)

視為宜?！睘榇?，筆者認(rèn)為這種以取消監(jiān)視合閘回路的完好性為代價(jià)的解決方法也不是很合理的，而且對(duì)于無人值班變電站普及的今天，斷路器合閘回路完整性監(jiān)視更為重要，其反映的信息可以讓集控人員了解斷路器是否可以隨時(shí)合閘，從而對(duì)電網(wǎng)的事故進(jìn)行快速判斷處理。

第三種方法，同時(shí)保留兩套防跳躍功能都運(yùn)用，通過串聯(lián)斷路器常閉輔助接點(diǎn)以及防跳躍繼電器的常閉接點(diǎn)解決了位置監(jiān)視與開關(guān)防跳躍繼電器的寄生回路，對(duì)斷路器的跳合閘回路完好性有監(jiān)視，存在防跳躍功能的重復(fù)，需要增加控制電纜芯﹑防跳躍繼電器和斷路器的常閉接點(diǎn)，曾被一些設(shè)計(jì)部門采用。

第四種方法，同時(shí)保留兩套防跳躍功能都運(yùn)用，通過在遠(yuǎn)方合閘回路串聯(lián)斷路器常閉輔助接點(diǎn)解決了位置監(jiān)視與開關(guān)防跳躍繼電器的寄生回路，對(duì)斷路器的跳合閘回路完好性有監(jiān)視，存在防跳功能的重復(fù)，無須增加電纜接線，但應(yīng)考慮該串聯(lián)輔助接點(diǎn)的返回時(shí)間是否足夠與開關(guān)合閘時(shí)間能否匹配等問題，也曾被一些設(shè)計(jì)部門采用。

經(jīng)過設(shè)計(jì)部門基于不重復(fù)設(shè)置電氣防跳躍回路并保留合閘回路監(jiān)視功能的考慮，對(duì)第一種方法進(jìn)行了改進(jìn)，保留保護(hù)裝置內(nèi)的TBJ防跳回路作為開關(guān)的遠(yuǎn)方/就地把手在遠(yuǎn)方位置時(shí)的防跳躍功能，將開關(guān)內(nèi)部的K3防跳躍功能作為遠(yuǎn)方/就地把手在就地時(shí)的防跳躍功能，如圖6所示。兩者各盡所能互不干擾，回路簡(jiǎn)單明了。在老站改造現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際操作運(yùn)用比較簡(jiǎn)單，具體方法是將530與531回路的連片解開，將531連接到611操作把手上。該方法被開關(guān)改造時(shí)所采用。

4 遺留的問題以及改進(jìn)建議。

每一個(gè)設(shè)計(jì)的考慮思路以及現(xiàn)場(chǎng)條件限制都可能會(huì)存在一些缺點(diǎn)，從我們?cè)陂_關(guān)改造中采取消除防跳寄生回路的辦法來看，主要在遠(yuǎn)方操作時(shí)保留了傳統(tǒng)的防跳躍功能，但是，在合閘脈沖長(zhǎng)期帶電時(shí)，由于機(jī)械上的原因造成斷路器合閘后又不能保持在合閘狀態(tài)，而自動(dòng)脫扣跳閘的現(xiàn)象。因TBJ沒有跳閘脈沖電流不能動(dòng)作而起不到防跳作用，造成斷路器重復(fù)合閘。然而開關(guān)每一次合閘都會(huì)將彈簧能量釋放，BW接點(diǎn)會(huì)將合閘回路斷開，待儲(chǔ)能約15秒后才能第二次合閘。此現(xiàn)象對(duì)于無人值班站影響比較大。因?yàn)椴僮魅藛T在遠(yuǎn)方合閘發(fā)現(xiàn)此現(xiàn)象，要到現(xiàn)場(chǎng)處理的時(shí)間是比較長(zhǎng)的。此時(shí)每隔15秒儲(chǔ)能后開關(guān)都自動(dòng)合閘又脫扣分閘一次，不僅對(duì)開關(guān)的滅弧影響，而且會(huì)造成機(jī)械疲勞損傷。另外當(dāng)保護(hù)屏到開關(guān)的控制電纜正電源與合閘回路“7”芯線擊穿短路時(shí)，傳統(tǒng)的防跳躍回路即使在跳閘回路有電流都根本起不到防跳躍作用。出現(xiàn)這種兩種現(xiàn)象的幾率是極少的，但從分析上看是客觀存在的。

對(duì)于遺留問題的解決建議，一是在條件許可的情況下對(duì)于老設(shè)備改造盡量采用方法三，二是在新建的變電站設(shè)計(jì)時(shí)，要求保護(hù)廠家進(jìn)行定型控制電路板的改裝，引出經(jīng)保護(hù)防跳以及不經(jīng)保護(hù)防跳的合閘回路接線端子供現(xiàn)場(chǎng)選擇使用，且兩種接線都保留TBJ跳閘保持功能。達(dá)到功能上不會(huì)重復(fù)，而且最大范圍發(fā)揮了防跳躍的作用，相對(duì)比較可靠完善。

圖4：方法三展開圖

圖5：方法四展開圖

圖6：方法一的改進(jìn)展開圖

結(jié)語

斷路器防跳回路實(shí)現(xiàn)原理簡(jiǎn)單，但是作用非常大，傳統(tǒng)的防跳躍原理久經(jīng)考驗(yàn)，怎樣將其功能在現(xiàn)場(chǎng)充分發(fā)揮，是要靠我們繼電保護(hù)工作者的不斷銳意創(chuàng)新去實(shí)踐和積累經(jīng)驗(yàn)改進(jìn)的。本文是根據(jù)筆者的工作經(jīng)歷整理的，所持的觀點(diǎn)難免有錯(cuò)誤之處，敬請(qǐng)批評(píng)指正。

[1]原電力部1994年頒發(fā)．電力系統(tǒng)繼電保護(hù)及安全自動(dòng)裝置反事故措施要點(diǎn)[Z]．

[2]電力系統(tǒng)繼電保護(hù)實(shí)用技術(shù)問答,第二版[M]．北京：中國(guó)電力出版社．

[3]北京ABB開關(guān)廠．BLK2222操作機(jī)構(gòu)二次原理圖[Z]．

TM77

A