500 kV西門子斷路器防跳缺陷的分析及處理

吳苗鳳

(上海送變電工程公司，上海 200336)

500 kV西門子斷路器防跳缺陷的分析及處理

吳苗鳳

(上海送變電工程公司，上海 200336)

分析了西門子500 kV 3AP2/3-F1型斷路器在防跳回路上的缺陷。結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際，提出了斷路器防跳缺陷的處理方法，并介紹了防跳回路的試驗(yàn)方法及注意事項(xiàng)。

斷路器；防跳回路；防跳試驗(yàn)

斷路器是保證電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的重要設(shè)備之一。當(dāng)相關(guān)保護(hù)動(dòng)作時(shí)，斷路器必須可靠地?cái)嚅_(kāi)，防止事故的進(jìn)一步擴(kuò)大。此時(shí)若發(fā)生“跳躍”現(xiàn)象是非常危險(xiǎn)的，容易引起機(jī)構(gòu)損傷，甚至引起斷路器的爆炸。斷路器防跳技術(shù)在二次控制回路中廣泛應(yīng)用，可有效避免合于故障時(shí)，斷路器發(fā)生連續(xù)分合的現(xiàn)象。本文根據(jù)實(shí)際工程經(jīng)驗(yàn)，分析西門子500 kV 3AP2/3-F1型斷路器在防跳回路存在的缺陷，并給出實(shí)際的解決方法。

1 防跳回路原理

防跳回路是在斷路器合閘回路上增加的二次控制回路，目的是防止因控制開(kāi)關(guān)或自動(dòng)裝置的合閘接點(diǎn)未能及時(shí)返回(例如操作人員未松開(kāi)手柄，自動(dòng)裝置的合閘接點(diǎn)粘連)而正好合閘在故障線路和設(shè)備上，造成斷路器不斷合于故障的現(xiàn)象。

西門子3AP2/3-F1型斷路器防跳二次原理圖如圖1所示。斷路器收到合閘命令后，短路器輔接點(diǎn)SIL2跟隨斷路器位置處于合位，此時(shí)若合閘命令持續(xù)存在，則防跳繼電器K75L動(dòng)作，斷開(kāi)合閘回路，并防止斷路器跳開(kāi)后再次合上[1]。

圖1 防跳二次原理圖

2 缺陷描述及分析

對(duì)于圖1所示回路若使用傳統(tǒng)的試驗(yàn)方法，即斷路器處于合位且使合閘命令持續(xù)存在，此后發(fā)出分閘命令將斷路器跳開(kāi)，由于K75L處于自保狀態(tài)，使防跳接觸器能可靠閉鎖合閘回路。

然而，當(dāng)斷路器處于分位且分閘命令持續(xù)存在，此時(shí)發(fā)出持續(xù)的合閘命令，斷路器會(huì)在每次儲(chǔ)能結(jié)束后發(fā)生跳躍現(xiàn)象，即當(dāng)一次設(shè)備合于永久故障，同時(shí)合閘接點(diǎn)粘連時(shí)，防跳功能失靈，斷路器會(huì)頻繁帶著短路電流合分閘，造成故障范圍進(jìn)一步擴(kuò)大。

對(duì)該回路的動(dòng)作行為進(jìn)行分析后發(fā)現(xiàn)，K75L為接觸器，動(dòng)作時(shí)間75 ms左右，斷路器輔接點(diǎn)SIL2實(shí)時(shí)反應(yīng)斷路器位置，動(dòng)作時(shí)間為30 ms左右，即K75L還未動(dòng)作時(shí)SIL2接點(diǎn)已隨斷路器的跳閘而斷開(kāi)，因此在第二種狀態(tài)下，防跳接觸器始終無(wú)法動(dòng)作，失去了應(yīng)有的功能。

3 改進(jìn)方法

(1)方法一：對(duì)防跳接觸器進(jìn)行更換，在得到設(shè)備廠家的認(rèn)可后，現(xiàn)場(chǎng)更換動(dòng)作時(shí)間為10 ms左右中間繼電器，即防跳繼電器動(dòng)作在斷路器輔接點(diǎn)SIL2斷開(kāi)前。在斷路器分閘狀態(tài)下對(duì)該回路進(jìn)行試驗(yàn)，收到合閘命令后，斷路器在30 ms內(nèi)合上，40 ms防跳回路動(dòng)作并自保，斷開(kāi)合閘回路，60 ms斷路器瞬時(shí)跳開(kāi)。在更換后進(jìn)行了多次測(cè)試，防跳繼電器均能可靠閉鎖合閘回路。

(2)方法二：對(duì)防跳二次回路進(jìn)行改進(jìn)，改進(jìn)后的回路如圖2所示。在K75L的自保回路上并接一副儲(chǔ)能接點(diǎn)S16LA，該接點(diǎn)斷開(kāi)時(shí)間現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試為200 ms。在斷路器分閘狀態(tài)下對(duì)該回路進(jìn)行試驗(yàn)，收到合閘命令后，斷路器在30 ms內(nèi)合上，60 ms內(nèi)斷路器瞬時(shí)跳開(kāi)，此時(shí)由于彈簧未儲(chǔ)能閉鎖合閘，105 ms內(nèi)防跳回路動(dòng)作并自保，斷開(kāi)合閘回路，260 ms儲(chǔ)能接點(diǎn)S16LA斷開(kāi)；在斷路器合閘狀態(tài)下進(jìn)行試驗(yàn)，防跳接觸器也能正確閉鎖合閘回路。該方法也得到了現(xiàn)場(chǎng)設(shè)計(jì)、監(jiān)理和廠家的認(rèn)可。

圖2 改進(jìn)后的防跳二次原理圖

4 建議

(1)由于斷路器涉及廠家較多，各個(gè)廠家僅僅從自身考慮完成本身的回路正確性試驗(yàn)項(xiàng)目，對(duì)運(yùn)行時(shí)的故障類型則難以顧及。因此對(duì)于斷路器的防跳試驗(yàn)不僅需要驗(yàn)證回路的正確性，更要考慮運(yùn)行時(shí)可能發(fā)生的各種故障及時(shí)間上的配合。建議在防跳試驗(yàn)時(shí)應(yīng)分別在斷路器合閘、分閘狀態(tài)下進(jìn)行。

(2)上海500 kV站內(nèi)使用的西門子3AP2/3-F1型斷路器均存在上述防跳缺陷，建議在檢修時(shí)按本文所述方法進(jìn)行更改。

5 結(jié)語(yǔ)

本次防跳回路的缺陷是在不帶電情況下發(fā)現(xiàn)的，若是在帶電情況下發(fā)生類似故障，可能造成重大后果，危及電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

本文通過(guò)對(duì)防跳回路的原理分析，結(jié)合西門子500 kV 3AP2/3-F1型斷路器現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試工作，指出了該斷路器防跳回路存在的缺陷，并提出了可靠的解決方法及實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行防跳試驗(yàn)的注意事項(xiàng)，以確保斷路器防跳回路的正確性。

[1] 陳靈根,羅邦華.斷路器防跳躍功能分析與研究[J]. 中國(guó)電力教育,2014(24):125-126.

(本文編輯：楊林青)

Analysis and Treatment of 500 kV Siemens Circuit Breaker Trip-Proof Defect

WU Miaofeng

(Shanghai Power Transmission and Transformation Engineering Company, Shanghai 200336, China)

This paper analyzes the trip-proof circuit defects of Siemens 500 kV 3AP2/3-F1 circuit breaker, and introduces the processing method, trip-proof test method and some precautions.

circuit breaker; trip-proof circuit; trip-proof test

10.11973/dlyny201702029

吳苗鳳(1983—)，女，工程師，從事繼電保護(hù)調(diào)試工作。

TM61

B

2095-1256(2017)02-0217-02

2017-04-01