斷路器SF6壓力低閉鎖回路的問(wèn)題與優(yōu)化建議

駱樹(shù)權(quán)

摘 要：文章對(duì)幾種常見(jiàn)的斷路器SF6壓力低閉鎖回路設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題與不足進(jìn)行簡(jiǎn)要的分析，提出符合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際運(yùn)行需求的優(yōu)化改進(jìn)措施，進(jìn)一步提高壓力低閉鎖回路的可靠性。

關(guān)鍵詞：SF6；壓力低閉鎖回路；優(yōu)化建議

中圖分類號(hào)：TM561 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-8937（2015）05-0093-02

某供電局工作人員在220 kV線路定檢工作中進(jìn)行斷路器本體回路檢查試驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)斷路器SF6壓力低閉鎖功能失效，無(wú)法實(shí)現(xiàn)閉鎖分合閘。經(jīng)檢查確認(rèn)為閉鎖重動(dòng)繼電器線圈燒壞不能勵(lì)磁，從而導(dǎo)致閉鎖回路無(wú)法正常啟動(dòng)。現(xiàn)場(chǎng)翻查歷史運(yùn)行記錄，該線路沒(méi)有發(fā)生過(guò)任何異常告警信號(hào)，因此無(wú)法得知該閉鎖重動(dòng)繼電器何時(shí)故障。

目前，斷路器SF6壓力低閉鎖回路均由各自斷路器制造廠家自行設(shè)計(jì)，由于閉鎖方案的設(shè)計(jì)沒(méi)有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，存在SF6壓力低閉鎖時(shí)未能可靠閉鎖分合閘回路，或者不能及時(shí)發(fā)出告警信號(hào)提醒運(yùn)行人員，給電網(wǎng)運(yùn)行帶來(lái)極大安全隱患。本文通過(guò)分析幾種常見(jiàn)SF6壓力低閉鎖回路設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題與不足，進(jìn)一步提出了優(yōu)化改進(jìn)措施。

1 斷路器SF6壓力低閉鎖回路設(shè)計(jì)現(xiàn)狀

1.1 單路重動(dòng)繼電器實(shí)現(xiàn)分合閘閉鎖功能的設(shè)計(jì)回路

單路重動(dòng)繼電器實(shí)現(xiàn)分合閘閉鎖功能的設(shè)計(jì)回路如圖1所示，當(dāng)斷路器SF6氣體壓力低于額定值時(shí)，氣體密度監(jiān)視繼電器63GBE接點(diǎn)閉合，一方面啟動(dòng)63GE重動(dòng)繼電器發(fā)出閉鎖信號(hào)，及時(shí)告知運(yùn)行人員對(duì)異常斷路器采取防范措施；另一方面啟動(dòng)63GE1X重動(dòng)繼電器，該繼電器提供3個(gè)常閉接點(diǎn)分別串接在合閘、分閘1和分閘2回路上，實(shí)現(xiàn)同時(shí)閉鎖斷路器的整個(gè)分合閘回路。這種回路設(shè)計(jì)接線簡(jiǎn)單，閉鎖功能易實(shí)現(xiàn)，但同時(shí)存在以下問(wèn)題：①設(shè)備在正常運(yùn)行時(shí)63GE1X及63GE繼電器長(zhǎng)期不勵(lì)磁，回路中也沒(méi)有設(shè)計(jì)相應(yīng)監(jiān)視回路，當(dāng)該回路或63GE1X繼電器存在異常時(shí)，在SF6壓力低的情況下整個(gè)操作回路都無(wú)法實(shí)現(xiàn)閉鎖；②閉鎖回路采用第一路操作電源作為工作電源，當(dāng)SF6壓力低達(dá)到閉鎖值的同時(shí)第一路操作電源出現(xiàn)異常，將導(dǎo)致63GE1X繼電器無(wú)法正確動(dòng)作，此時(shí)分閘2回路因沒(méi)有閉鎖仍能跳閘。

1.2 兩路獨(dú)立重動(dòng)繼電器實(shí)現(xiàn)分合閘閉鎖功能的設(shè)計(jì)回路

兩路獨(dú)立重動(dòng)繼電器實(shí)現(xiàn)分合閘閉鎖功能的設(shè)計(jì)回路如圖2所示，氣體密度監(jiān)視繼電器63GLL提供兩個(gè)獨(dú)立常閉接點(diǎn)分別啟動(dòng)63GLLX1和63GLLX2重動(dòng)繼電器。其中63GLLX1繼電器提供兩個(gè)常閉接點(diǎn)分別串接在合閘和分閘1回路，一個(gè)常開(kāi)接點(diǎn)接入發(fā)信回路，實(shí)現(xiàn)SF6壓力低閉鎖合閘及分閘1并告警功能；63GLLX2繼電器提供1個(gè)常閉接點(diǎn)串接在分閘2回路，一個(gè)常開(kāi)接點(diǎn)接入發(fā)信回路，實(shí)現(xiàn)SF6壓力低閉鎖分閘2并告警功能。這種回路設(shè)計(jì)保證了閉鎖回路與相應(yīng)操作回路選取同一路工作電源，實(shí)現(xiàn)兩路閉鎖回路相互獨(dú)立。由于63GLLX1和63GLLX2繼電器正常運(yùn)行時(shí)長(zhǎng)期不啟動(dòng)，同樣沒(méi)有設(shè)計(jì)相應(yīng)監(jiān)視回路，當(dāng)任一繼電器發(fā)生故障未能及時(shí)發(fā)現(xiàn)，使得無(wú)法可靠實(shí)現(xiàn)分合閘回路的完全閉鎖。

由于重動(dòng)繼電器的接點(diǎn)數(shù)量配置問(wèn)題，存在合閘與分閘回路共用同一接點(diǎn)的情況。如圖3所示，63GLX-1繼電器提供1個(gè)常閉接點(diǎn)串接在合閘和分閘1回路的公共部分上，實(shí)現(xiàn)合閘與分閘1的同時(shí)閉鎖。該種接線方式除了存在上述無(wú)法可靠實(shí)現(xiàn)分合閘回路的完全閉鎖情況外，還需考慮分合閘回路并接后該繼電器接點(diǎn)（31-32）的輸出容量能否滿足要求。

1.3 多路重動(dòng)繼電器實(shí)現(xiàn)分合閘閉鎖功能的設(shè)計(jì)回路

多路重動(dòng)繼電器實(shí)現(xiàn)分合閘閉鎖功能的設(shè)計(jì)回路如圖4所示，斷路器正常運(yùn)行時(shí)，SF6氣體密度繼電器S4提供的兩組獨(dú)立接點(diǎn)21-23、31-33保持?jǐn)嚅_(kāi)。分析第一組閉鎖回路，閉鎖重動(dòng)繼電器k5正常不動(dòng)作，其常閉接點(diǎn)7-9一直保持導(dǎo)通使得中間繼電器K10長(zhǎng)期勵(lì)磁動(dòng)作，此時(shí)分別串接在合閘和分閘1回路中的K10繼電器兩個(gè)獨(dú)立常開(kāi)接點(diǎn)保持接通，保證了合閘與分閘1回路能正常操作。當(dāng)SF6壓力降低到閉鎖值時(shí)，S4密度繼電器21-23接點(diǎn)導(dǎo)通使K5重動(dòng)繼電器動(dòng)作斷開(kāi)7-9接點(diǎn)，K10繼電器因工作電源消失而返回，其兩個(gè)常開(kāi)接點(diǎn)斷開(kāi)實(shí)現(xiàn)合閘與分閘1回路閉鎖，同時(shí)一組常閉接點(diǎn)接通發(fā)出閉鎖信號(hào)。同樣S4密度繼電器31-33接點(diǎn)閉合時(shí)，第二組閉鎖回路中k105重動(dòng)繼電器動(dòng)作使得k55中間繼電器返回，實(shí)現(xiàn)閉鎖分閘2回路并發(fā)閉鎖信號(hào)。這種回路設(shè)計(jì)多用于需要同時(shí)滿足多種閉鎖條件（如N2閉鎖、油壓閉鎖等）的斷路器上，將閉鎖重動(dòng)繼電器的接點(diǎn)串接于K10和K55回路上實(shí)現(xiàn)總閉鎖。由于K10和K55長(zhǎng)期帶電，可以起到閉鎖回路的長(zhǎng)期監(jiān)視作用。但同時(shí)對(duì)該類繼電器的質(zhì)量提出更高要求，當(dāng)繼電器存在異常時(shí)，所有閉鎖功能將失效，帶來(lái)更大安全隱患。另外對(duì)于K5和K105閉鎖回路同樣存在缺少實(shí)時(shí)監(jiān)視的有效手段。

2 閉鎖回路存在問(wèn)題分析

通過(guò)上述幾種閉鎖回路設(shè)計(jì)現(xiàn)狀的分析，可以簡(jiǎn)單歸納出SF6壓力低閉鎖回路存在以下不足。

①斷路器機(jī)構(gòu)內(nèi)部選取的氣體密度繼電器所提供的動(dòng)作接點(diǎn)多為常閉接點(diǎn)，只有少數(shù)型號(hào)能提供常開(kāi)接點(diǎn)選擇。正常運(yùn)行時(shí)該密度繼電器接點(diǎn)長(zhǎng)期斷開(kāi)，此時(shí)所串接的閉鎖重動(dòng)繼電器只能處于長(zhǎng)期不動(dòng)作狀態(tài)，無(wú)法采用實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)手段掌握閉鎖繼電器的狀態(tài)是否良好，容易出現(xiàn)因長(zhǎng)期不動(dòng)作導(dǎo)致接點(diǎn)卡死或繼電器早已燒毀未能發(fā)現(xiàn)等情況，存在壓力低閉鎖時(shí)仍能操作分合斷路器的風(fēng)險(xiǎn)隱患。

②閉鎖回路設(shè)計(jì)中只選取一個(gè)重動(dòng)繼電器，無(wú)論正常運(yùn)行時(shí)長(zhǎng)期帶電還是不帶電，一旦繼電器故障則閉鎖功能失效，因此對(duì)于重動(dòng)繼電器的質(zhì)量選型要求不容忽視。受限于斷路器本體的安裝及工作環(huán)境，繼電器容易受到振動(dòng)、高溫和受潮，在強(qiáng)電磁干擾環(huán)境下，質(zhì)量較差的繼電器比較容器出現(xiàn)故障，使得閉鎖回路的可靠性降低。

3 閉鎖回路優(yōu)化方式

為更好地解決以上問(wèn)題與不足，需要在回路設(shè)計(jì)方面進(jìn)行優(yōu)化。優(yōu)化方式如下。

3.1 將氣體密度繼電器常閉接點(diǎn)改接為常開(kāi)接點(diǎn)

對(duì)于斷路器內(nèi)的氣體密度繼電器具有常開(kāi)和常閉兩種接點(diǎn)可供選擇的，采用常開(kāi)接點(diǎn)啟動(dòng)閉鎖重動(dòng)繼電器，如圖5所示。正常運(yùn)行時(shí)，氣體密度繼電器BD1接點(diǎn)21-22、31-32導(dǎo)通，第一路閉鎖重動(dòng)繼電器K9與第二路閉鎖重動(dòng)繼電器K10長(zhǎng)期勵(lì)磁動(dòng)作，其相應(yīng)的11-14、31-34接點(diǎn)閉合，長(zhǎng)期開(kāi)放分合閘回路操作功能。當(dāng)SF6壓力低閉鎖動(dòng)作時(shí)，K9、K10繼電器同時(shí)失電，可靠斷開(kāi)分合閘操作回路，同時(shí)21-22接點(diǎn)返回接通，發(fā)閉鎖信號(hào)，實(shí)現(xiàn)氣體壓力低閉鎖功能。由于K9、K10繼電器長(zhǎng)期勵(lì)磁，其自身可實(shí)現(xiàn)監(jiān)視告警功能，當(dāng)閉鎖回路異?；蚶^電器本身故障將導(dǎo)致K9或K10繼電器返回，此時(shí)后臺(tái)報(bào)壓力低閉鎖及控制回路斷線告警信號(hào)，及時(shí)提醒運(yùn)行人員進(jìn)行處理，有效減低閉鎖回路的拒動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)。

3.2 閉鎖單接點(diǎn)改為閉鎖雙節(jié)點(diǎn)串接

氣體密度繼電器只提供常閉接點(diǎn)情況下，可通過(guò)增加一路閉鎖重動(dòng)繼電器與原有繼電器并聯(lián)（如圖6（a）所示），或取密度繼電器的另一對(duì)常閉接點(diǎn)啟動(dòng)該新增繼電器（如圖6（b）所示）的方式，將兩路重動(dòng)繼電器的常閉接點(diǎn)串接在相應(yīng)分合閘回路中實(shí)現(xiàn)閉鎖功能，其閉鎖信號(hào)由兩組常開(kāi)接點(diǎn)并接提供。

當(dāng)SF6氣體壓力低閉鎖動(dòng)作時(shí)，ZJ1和ZJ2重動(dòng)繼電器均能同時(shí)動(dòng)作，即使在任何一個(gè)繼電器出現(xiàn)故障無(wú)法動(dòng)作的情況下，另一路繼電器也能保證可靠動(dòng)作斷開(kāi)分合閘操作回路，同時(shí)發(fā)出閉鎖信號(hào)，可靠實(shí)現(xiàn)閉鎖功能。這種設(shè)計(jì)接線方式在一定程度上降低了因無(wú)法監(jiān)視長(zhǎng)期不帶電的閉鎖繼電器狀態(tài)而帶來(lái)拒動(dòng)的存在風(fēng)險(xiǎn)，進(jìn)一步提高了閉鎖回路的可靠性。

4 結(jié) 語(yǔ)

斷路器SF6壓力低閉鎖回路作為斷路器安全運(yùn)行的其中一項(xiàng)重要保護(hù)手段，其閉鎖功能的可靠性直接影響著設(shè)備乃至整改電網(wǎng)的可靠穩(wěn)定運(yùn)行。本文對(duì)壓力低閉鎖回路中存在的問(wèn)題通過(guò)分析提出了優(yōu)化改進(jìn)措施，借此引起相關(guān)人員注意應(yīng)更加注重對(duì)閉鎖回路動(dòng)作的可靠性作出更合理的選擇配合，進(jìn)一步完善壓力低閉鎖功能。

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