斷路器合閘線圈燒毀原因分析與改進(jìn)

胡 浩，劉玉海，李元安

（國(guó)網(wǎng)山東省電力公司檢修公司，山東 臨沂 276000）

0 引言

斷路器是電力系統(tǒng)中最重要的控制和保護(hù)設(shè)備，無論其處于何種狀態(tài)，例如空載、帶負(fù)荷或短路故障等，當(dāng)要求斷路器動(dòng)作時(shí)，它應(yīng)能迅速、可靠動(dòng)作，及時(shí)將系統(tǒng)中故障切除，防止事故擴(kuò)大及對(duì)設(shè)備造成傷害。斷路器能否正確動(dòng)作，除了與機(jī)械結(jié)構(gòu)的性能有關(guān)外，還跟跳合閘線圈及相應(yīng)的跳合閘回路是否完好有著密切關(guān)系。因此，保證跳合閘回路的完好十分重要。

1 事故原因分析

2013年4月16日，500 kV沂蒙站220 kV蒙相Ⅱ線線路保護(hù)設(shè)備更換，接線工作完成后對(duì)保護(hù)裝置進(jìn)行調(diào)試，在斷路器進(jìn)行合閘傳動(dòng)時(shí)發(fā)現(xiàn)斷路器拒合，保護(hù)屏上的OP燈沒有指示，現(xiàn)場(chǎng)檢查發(fā)現(xiàn)斷路器三相合閘線圈均燒毀。更換新的合閘線圈后重新進(jìn)行合閘，發(fā)現(xiàn)斷路器仍然合不上，檢查發(fā)現(xiàn)合閘回路導(dǎo)通，故認(rèn)為是機(jī)械故障造成斷路器拒合，進(jìn)一步檢查斷路器結(jié)構(gòu)發(fā)現(xiàn)，合閘滾子和合閘掣子表面有凹凸現(xiàn)象，可能是由于二者之間長(zhǎng)期的摩擦導(dǎo)致合閘滾子和合閘掣子脫離時(shí)的摩擦力增大，引起轉(zhuǎn)動(dòng)困難，造成合閘電磁鐵帶電保持而斷路器拒合。

220 kV蒙相Ⅱ線的保護(hù)裝置為南瑞繼保電氣有限公司的產(chǎn)品，保護(hù)型號(hào)為RCS-901A，操作箱型號(hào)為CZX-12R2，開關(guān)為杭州西門子公司產(chǎn)品，型號(hào)為3AP1-F1，為三相一體操作結(jié)構(gòu)。為便于分析，對(duì)控制回路圖做簡(jiǎn)化處理。 當(dāng)手合、遙閘或保護(hù)啟動(dòng)合閘時(shí)，如圖1所示，接在第一組直流電源回路中的合閘繼電器動(dòng)作，接點(diǎn)啟動(dòng)合閘回路，如圖2所示，圖中只畫了A相的合閘回路圖，B、C相合閘回路同A相。 圖中：11YJJ為壓力降低閉鎖合閘接點(diǎn)，正常時(shí)閉合；DL為斷路器常閉輔助觸點(diǎn)，斷路器閉合時(shí)斷開；HQ 為線圈；1TBUJa、2TBUJa為防跳繼電器；SHJa為A相回路自保持繼電器；12TBIJa、22TBIJa為啟動(dòng)防跳繼電器輔助接點(diǎn)。當(dāng)滾子和掣子脫離時(shí)的摩擦力增大，引起轉(zhuǎn)動(dòng)困難時(shí)，造成斷路器不能合閘，DL常閉接點(diǎn)不能斷開，回路一直處于導(dǎo)通狀態(tài)，造成線圈HQ長(zhǎng)時(shí)間通電而燒毀［1］。

圖2 A相回路

2 采取的對(duì)策

設(shè)計(jì)回路時(shí)，需要考慮當(dāng)輔助接點(diǎn)ZHJ或輔助接點(diǎn)1SHJ早于DL輔助接點(diǎn)斷開時(shí)，輔助接點(diǎn)ZHJ、1SHJ可能燒毀，所以需要保持到回路導(dǎo)通直至斷路器合上DL接點(diǎn)先斷開。因此回路通過SHJa來實(shí)現(xiàn)過程中的自保持，以ZHJ或1SHJ輔助接點(diǎn)早于斷路器輔助接點(diǎn)DL斷開。但是如何防止因斷路器拒合或斷路器輔助接點(diǎn)接觸不良而燒壞線圈的情形出現(xiàn)，可以采取以下幾種方法。

2.1 采用原始回路

當(dāng)斷路器拒合時(shí)，應(yīng)以最快的速度切除直流控制電源，防止燒毀線圈。這種方法非常簡(jiǎn)單，但是在做傳動(dòng)試驗(yàn)時(shí)，需要有專門人員配合，若配合人員反應(yīng)稍慢或操作不及時(shí)，線圈可能就被燒毀。

2.2 采用斷路器本身自帶的防跳回路

如圖3所示，S8為遠(yuǎn)方/就地切換把手；S9為就地按鈕；DL為斷路器輔助接點(diǎn)；Y1為斷路器線圈；K10為斷路器總閉鎖接點(diǎn)；防跳功能在回路中通過防跳繼電器K75實(shí)現(xiàn)，而本身不帶自保持功能，避免因斷路器拒合或斷路器輔助接點(diǎn)接觸不良而燒壞線圈。 但是這種方法也存在缺陷，當(dāng)斷路器拒合或斷路器輔助接點(diǎn)接觸不良，缺乏一個(gè)反饋回路，不利于迅速處理故障；同時(shí)，若操作人員長(zhǎng)按手合按鈕可能燒毀線圈；此外，若重合閘的動(dòng)作返回時(shí)間早于斷路器輔助接點(diǎn)動(dòng)作時(shí)間，可能造成ZHJ或1SHJ輔助接點(diǎn)被電弧燒壞（ZHJ或1SHJ輔助接點(diǎn)串接在遠(yuǎn)方回路中）［2］。

圖3 斷路器本體的防跳回路

2.3 延時(shí)跳開合閘回路

對(duì)圖2進(jìn)行改進(jìn)，改進(jìn)后的跳閘回路如圖4所示，為防止斷路器操作中斷路器拒合或更換而燒毀線圈，可以在斷路器發(fā)出合閘脈沖之后延時(shí)跳開合閘回路。解決的方案是通過在合閘回路中增加合閘時(shí)間繼電器T1，一般情況下，合閘接點(diǎn)閉合到斷路器輔助接點(diǎn)動(dòng)作的時(shí)間不超過0.2s，取T1為0.3s［3］。自保持繼電器1SHJ接點(diǎn)閉合啟動(dòng)時(shí)間繼電器T1時(shí)開始計(jì)時(shí)，若合閘回路自保持超過0.3 s，T1動(dòng)作，分開合閘保持回路，避免合閘線圈燒毀。同時(shí)電壓繼電器XTVJ動(dòng)作，發(fā)出斷路器失靈或斷路器輔助接點(diǎn)告警信號(hào)。信號(hào)回路具有自保持功能，能通過復(fù)歸按鈕SB復(fù)歸［2］。這種改進(jìn)方法，可以有效解決斷路器拒合或斷路器輔助接點(diǎn)接觸不良而燒壞合閘線圈問題，串在合閘回路中的是時(shí)間繼電器常閉接點(diǎn)，即使時(shí)間繼電器損壞，也不影響合閘回路操作。同時(shí)，還可以對(duì)斷路器的機(jī)械性能和輔助接點(diǎn)的接觸良好性起到監(jiān)視作用。但應(yīng)該引起注意的是，時(shí)間繼電器要選擇適當(dāng)，防止斷開保持回路時(shí)燒壞自身接點(diǎn)［3］。

綜上所述，此方法是解決合閘線圈燒壞的最好辦法，由于跳合閘回路原理大致相同，因此對(duì)于防止跳閘線圈燒壞的措施，可以采用同樣方法。

圖4 改進(jìn)后的A相合閘回路

3 結(jié)語

借助對(duì)合閘回路的改進(jìn)，在不影響回路完整性的情況下可以有效避免合閘線圈燒毀現(xiàn)象發(fā)生，同時(shí)還能監(jiān)視斷路器的機(jī)械性能和輔助接點(diǎn)是否良好，提高設(shè)備的可靠性和完整性。

［1］ 高立克.220 kV斷路器防跳回路中出現(xiàn)的問題及處理［J］.廣西電力，2006（5）：37-38.

［2］ 吳勇，夏慧恒，金滇黔，等.一起220 kV斷路器跳閘線圈燒毀故障的建議與分析［J］.電力系統(tǒng)保護(hù)與控制，2009，37（20）：131-132.

［3］ 陳景慧.發(fā)電廠及變電站二次接線［M］.北京：水利電力出版社，1992.