呂夢(mèng)麗
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一起110kV斷路器操作箱防跳異常問(wèn)題的探討
呂夢(mèng)麗
(廣東電網(wǎng)公司陽(yáng)江供電局,廣東陽(yáng)江 529500)
某110kV斷路器保護(hù)裝置在試驗(yàn)工作中,當(dāng)測(cè)試操作箱防跳躍回路的功能時(shí),發(fā)現(xiàn)斷路器在合上位置,且重合閘出口壓板投入時(shí),通過(guò)測(cè)控屏上的合閘把手保持合閘指令,然后發(fā)出跳閘指令,斷路器跳閘后會(huì)再次合閘,而防跳保護(hù)沒(méi)有實(shí)現(xiàn)防跳功能。分析得知,主要是因?yàn)橥谑趾蠒r(shí)合閘指令的返回時(shí)間比重合閘返回時(shí)間快造成的。本文提出并進(jìn)行了針對(duì)此類(lèi)操作箱防跳躍回路正確試驗(yàn),且分別在不同廠家裝置上進(jìn)行試驗(yàn),證明防跳保護(hù)可靠,實(shí)現(xiàn)了防跳躍功能。這對(duì)保護(hù)測(cè)控裝置定檢、驗(yàn)收和防跳躍回路故障排查等均具有一定的參考作用和指導(dǎo)意義。
斷路器;防跳躍;操作箱;檢同期;合閘回路
隨著電力系統(tǒng)向著大機(jī)組、高電壓、大電網(wǎng)的方向發(fā)展,防跳躍回路在變電站斷路器控制回路中起著重要的作用[1]。防跳躍是指防止在手合斷路器于故障點(diǎn)同時(shí)發(fā)生手合接點(diǎn)粘連的情況下,“保護(hù)動(dòng)作跳閘”與“手合開(kāi)關(guān)接點(diǎn)粘連”同時(shí)發(fā)生造成斷路器反復(fù)跳合的情況。斷路器發(fā)生多次跳躍容易引起或者擴(kuò)大事故,同時(shí)還會(huì)使絕緣和遮斷能力降低,甚至可能會(huì)造成斷路器爆炸,危及人身設(shè)備安全[2-3,7]。因此,斷路器控制回路中防跳躍回路的設(shè)計(jì)必須保證本間隔的安全穩(wěn)定運(yùn)行,這對(duì)防跳躍回路的驗(yàn)收、定檢及消缺等工作就顯得尤為重要。
110kV崗美站110kV崗塘線路保護(hù)裝置和測(cè)控裝置的型號(hào)分別是南瑞繼保RCS-943和北京四方CSI-200E。在對(duì)本間隔的保護(hù)測(cè)控裝置試驗(yàn)及二次回路檢查工作中,發(fā)現(xiàn)對(duì)防跳躍回路做試驗(yàn)時(shí)發(fā)生了異常情況,當(dāng)通過(guò)手合把手合閘于故障線路上且把手粘連時(shí),重合閘出口動(dòng)作使斷路器再次合閘。
現(xiàn)在的保護(hù)廠家和斷路器廠家均在各自的二次回路中設(shè)計(jì)了相應(yīng)的電氣防跳躍回路,本文將對(duì)兩種防跳躍回路的工作原理進(jìn)行闡述,對(duì)于二者的對(duì)比分析及應(yīng)用見(jiàn)文獻(xiàn)[4],本文將不再贅述。
1)圖1所示為RCS-943 SWI插件部分控制回路圖[5]。分析其防跳躍原理,如果斷路器在合位,跳閘保持回路“9”中斷路器常開(kāi)輔助觸點(diǎn)就閉合。當(dāng)手合把手接點(diǎn)或者重合閘接點(diǎn)長(zhǎng)期粘連時(shí),就會(huì)造成合閘保持回路“3”中HBJ繼電器線圈長(zhǎng)期帶電,此時(shí)若發(fā)生保護(hù)動(dòng)作出口,則TJ接點(diǎn)閉合使斷路器跳閘,回路“9”中TBJ繼電器由于分閘電流通過(guò)而動(dòng)作,其位于防跳躍回路“5”中的動(dòng)合輔助觸點(diǎn)接通,使防跳躍繼電器TBJV勵(lì)磁,TBJV動(dòng)合輔助觸點(diǎn)閉合實(shí)現(xiàn)自保持,且其動(dòng)斷輔助觸點(diǎn)斷開(kāi)回路“3”。此時(shí)斷路器在跳位,回路“3”中斷路器常閉輔助觸點(diǎn)閉合,跳位監(jiān)視回路“2”中兩個(gè)跳閘位置繼電器TWJ得電動(dòng)作,起到了跳位監(jiān)視的作用。由以上分析可知,即使合閘指令一直存在,由于回路“3”斷開(kāi),斷路器也不會(huì)再次合閘,從而實(shí)現(xiàn)了防止斷路器連續(xù)分合的功能。若短接S2,則操作箱防跳躍功能被取消。
圖1 操作箱控制回路圖
2)110kV崗塘線開(kāi)關(guān)型號(hào)為AREVA GL312- F1,其機(jī)構(gòu)箱合閘回路如圖2所示。S3的觸點(diǎn)1、2實(shí)現(xiàn)“遠(yuǎn)方/就地”切換,遠(yuǎn)方合閘指令通過(guò)107回路開(kāi)入機(jī)構(gòu)箱,就地合閘指令通過(guò)S4的觸點(diǎn)13、14合閘把手開(kāi)入。若任意一路開(kāi)入發(fā)生粘連現(xiàn)象,斷路器合閘動(dòng)作,其斷路器常開(kāi)輔助觸點(diǎn)-S11的觸點(diǎn)5、6閉合,則防跳躍繼電器-K11起動(dòng),其常開(kāi)輔助觸點(diǎn)13、14閉合,防跳躍繼電器-K11實(shí)現(xiàn)自保持,防跳躍繼電器常閉輔助觸點(diǎn)斷開(kāi),斷開(kāi)合閘回路,實(shí)現(xiàn)防跳躍功能。與操作箱防跳躍回路由斷路器跳閘動(dòng)作起動(dòng)不同,機(jī)構(gòu)箱防跳躍由合閘動(dòng)作起動(dòng),只要合閘接點(diǎn)粘連,防跳躍回路就起動(dòng),與是否存在“保護(hù)跳閘”無(wú)關(guān)。若斷開(kāi)X898與X900,則機(jī)構(gòu)箱防跳躍功能取消。
圖2 斷路器機(jī)構(gòu)箱控制回路圖
試驗(yàn)人員通過(guò)查看工程圖紙,并與現(xiàn)場(chǎng)接線對(duì)照,發(fā)現(xiàn)機(jī)構(gòu)箱處X898與X900端子無(wú)短接線,斷路器本體防跳躍功能取消,拆下保護(hù)裝置SWI插件,發(fā)現(xiàn)S2處無(wú)短接線。說(shuō)明本間隔采用的是保護(hù)操作箱防跳躍。
在110kV崗塘線開(kāi)關(guān)保護(hù)裝置試驗(yàn)工作中,驗(yàn)證操作箱防跳躍功能時(shí),試驗(yàn)步驟如下:
1)如圖3所示,開(kāi)關(guān)合位情況下,短接五防鎖1BS,將“遠(yuǎn)方/就地”轉(zhuǎn)換把手1KSH置于“就地”位置,使1KSH的接點(diǎn)3、4導(dǎo)通,然后持續(xù)擰住合閘把手1KK,使1KK的接點(diǎn)1、2導(dǎo)通。
2)如圖1所示,將保護(hù)跳閘出口壓板1LP1與重合閘出口壓板1LP2投入,然后通過(guò)繼保儀狀態(tài)序列菜單加模擬量,模擬保護(hù)動(dòng)作跳閘—重合閘—后加速跳閘的過(guò)程,通過(guò)測(cè)控屏開(kāi)關(guān)位置指示燈及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際觀察開(kāi)關(guān)動(dòng)作過(guò)程。
3)將重合閘出口壓板1LP2退出,再次通過(guò)繼保儀狀態(tài)序列菜單加模擬量,模擬保護(hù)動(dòng)作跳閘—重合閘—后加速跳閘的過(guò)程,通過(guò)測(cè)控屏開(kāi)關(guān)位置指示燈及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際觀察開(kāi)關(guān)動(dòng)作過(guò)程。
步驟2)試驗(yàn)結(jié)果:開(kāi)關(guān)位置的變化過(guò)程為:分—合—分,同時(shí)開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)有合閘彈簧儲(chǔ)能現(xiàn)象,證明開(kāi)關(guān)在試驗(yàn)中確實(shí)存在合閘現(xiàn)象。
步驟3)試驗(yàn)結(jié)果:從保護(hù)動(dòng)作使斷路器第一次跳閘到試驗(yàn)結(jié)束,未發(fā)生合閘現(xiàn)象。
結(jié)合步驟2)、步驟3),說(shuō)明導(dǎo)致開(kāi)關(guān)合上的原因在于重合閘動(dòng)作出口,而按照常規(guī)對(duì)防跳躍回路的理解,在防跳躍繼電器起動(dòng)的情況下,合閘回路已被切斷,不管是手合還是重合閘出口,開(kāi)關(guān)均不應(yīng)再出現(xiàn)合閘現(xiàn)象。試驗(yàn)結(jié)果表明,保護(hù)操作箱防跳躍回路未起作用。
根據(jù)防跳躍回路的原理,若防跳功能完善且在防跳繼電器起動(dòng)的情況下,則合閘回路已因防跳繼電器TBJV串接于合閘保持回路中的常閉接點(diǎn)斷開(kāi)而被切斷,如圖1所示,此時(shí)無(wú)論手合還是重合斷路器都不會(huì)再合閘。但根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際試驗(yàn)結(jié)果,操作箱的防跳躍功能似乎是“防住”了手合,卻未“防住”重合閘。試驗(yàn)人員對(duì)每一種可能導(dǎo)致這種異?,F(xiàn)象的原因都進(jìn)行了深入分析,過(guò)程如下:
1)如圖1所示,當(dāng)保護(hù)裝置發(fā)出跳閘指令、TJ接點(diǎn)閉合使斷路器跳閘時(shí),TBJ繼電器位于回路“5”中的常開(kāi)輔助接點(diǎn)故障導(dǎo)致防跳繼電器TBJV未能起動(dòng)。試驗(yàn)人員拆下保護(hù)裝置的SWI插件,通過(guò)繼保儀在TBJ繼電器線圈施加直流電壓,發(fā)現(xiàn)TBJ繼電器正常動(dòng)作且相應(yīng)接點(diǎn)通斷良好,從而否定這一推論。
2)如圖1所示,防跳繼電器TBJV自身故障,不能實(shí)現(xiàn)自保持;或者TBJV繼電器位于合閘保持回路“3”中的常閉輔助接點(diǎn)故障,不能切斷合閘回路。通過(guò)繼保儀在TBJV繼電器線圈施加24V額定電壓,發(fā)現(xiàn)TBJV繼電器正常動(dòng)作且相應(yīng)接點(diǎn)通斷良好,從而否定這一推論。
3)如圖1所示,在重合閘出口回路“4”中,重合閘出口開(kāi)入點(diǎn)1nB18繞過(guò)TBJV常閉接點(diǎn),直接跨接至HBJ線圈,這樣即使TBJV動(dòng)作常閉接點(diǎn)斷開(kāi),重合閘亦能出口。對(duì)于這種插件設(shè)計(jì)錯(cuò)誤的小概率情況,試驗(yàn)人員也進(jìn)行了排查。在TBJV繼電器線圈施加24V額定電壓,TBJV串接于合閘回路中的常閉接點(diǎn)斷開(kāi),測(cè)試發(fā)現(xiàn)端子1D42到S2左端的電路導(dǎo)通良好,且與S2右端不導(dǎo)通。
4)如圖1所示,手合回路“6”開(kāi)入到保護(hù)的合閘指令時(shí)間過(guò)短,TBJV繼電器返回后,重合閘動(dòng)作。通過(guò)排除上述3種因素,試驗(yàn)人員對(duì)這些因素做了深入分析,最終確認(rèn)了導(dǎo)致試驗(yàn)現(xiàn)象異常的原因,具體分析過(guò)程如下。
圖3為CSI-200E測(cè)控裝置對(duì)斷路器的控制回路,圖4為測(cè)控裝置弱電開(kāi)入回路。發(fā)現(xiàn)1KSH切換開(kāi)關(guān)處于“就地”位置,32QP連接片位于手合同期處,手合方式為同期合閘,合閘指令開(kāi)入測(cè)控裝置,通過(guò)中間繼電器KZ,KZ常開(kāi)輔助觸點(diǎn)2、3閉合,同期檢測(cè)指令開(kāi)入測(cè)控裝置24V弱電回路,測(cè)控裝置根據(jù)控制字設(shè)置的同期選擇方式來(lái)判別斷路器兩側(cè)電壓是否符合選擇的同期要求,在滿(mǎn)足要求后,通過(guò)端子32-7D13遙控開(kāi)出合閘指令至保護(hù)裝置操作箱。
圖3 控制接點(diǎn)聯(lián)系圖
通過(guò)研究CSI-200E測(cè)控裝置的說(shuō)明書(shū)和保護(hù)測(cè)控裝置定值單,測(cè)控裝置開(kāi)出的同期合閘指令展寬為500ms,保護(hù)裝置在經(jīng)過(guò)1s的重合閘時(shí)間后發(fā)出150ms的重合閘信號(hào),此時(shí),測(cè)控裝置輸出的同期合閘接點(diǎn)已經(jīng)返回,防跳躍繼電器TBJV同時(shí)復(fù)歸,其串在合閘回路中的常閉接點(diǎn)返回,合閘回路接通,故重合閘動(dòng)作后出現(xiàn)斷路器合閘現(xiàn)象。TBJV繼電器帶電、合閘、跳閘及重合閘等信號(hào)具體動(dòng)作時(shí)間分析如圖5所示。
圖4 弱電開(kāi)入回路
圖5 動(dòng)作時(shí)間分析圖
為進(jìn)一步驗(yàn)證分析結(jié)果,試驗(yàn)人員將手合方式壓板32QP投至“手合非同期”,重復(fù)防跳躍試驗(yàn)過(guò)程,發(fā)現(xiàn)斷路器跳閘后再無(wú)合閘現(xiàn)象,證明上述推論正確。
防跳躍回路能否可靠地發(fā)揮防跳躍的作用,直接影響到系統(tǒng)的安全和穩(wěn)定。本文針對(duì)上述定檢工作中發(fā)生在防跳躍回路上異?,F(xiàn)象的問(wèn)題,提出了相應(yīng)的解決措施,目的在于對(duì)防跳躍回路做驗(yàn)證工作時(shí),不論是故障狀態(tài)跳閘,還是故障量退出后,防跳躍回路都能起到斷路器防跳躍作用,解決重合閘出口動(dòng)作的問(wèn)題。
經(jīng)過(guò)推測(cè)分析,針對(duì)本文所述的此類(lèi)通過(guò)壓板來(lái)選擇手合方式的測(cè)控裝置,手合把手粘連并不是完全等于實(shí)際意義上的“合閘開(kāi)入接點(diǎn)粘連”,為了避免上述同期合閘信號(hào)返回造成合閘接點(diǎn)不能實(shí)現(xiàn)“粘連”的效果的現(xiàn)象,通過(guò)將“手合同期/手合非同期”合閘方式壓板置于非同期方式,來(lái)模擬實(shí)際意義上的“手合把手接點(diǎn)粘連”。試驗(yàn)人員重新對(duì)防跳保護(hù)功能進(jìn)行驗(yàn)證,將上述試驗(yàn)中的壓板32QP切換到手合非同期方式,保持分合閘把手在合閘位置,分別進(jìn)行了“連續(xù)防跳試驗(yàn)”及“防跳間隔試驗(yàn)”[6],發(fā)現(xiàn)斷路器跳閘后不論在什么狀態(tài)下,均不會(huì)出現(xiàn)再次合閘的現(xiàn)象,實(shí)現(xiàn)了防跳躍功能。
南方電網(wǎng)公司在最新頒發(fā)的《中國(guó)南方電網(wǎng)公司繼電保護(hù)反事故措施匯編》中指出,每個(gè)斷路器應(yīng)且只應(yīng)使用一套防跳回路,宜采用開(kāi)關(guān)本體防跳。此次試驗(yàn)異?,F(xiàn)象是發(fā)生在微機(jī)保護(hù)裝置的防跳躍回路上,當(dāng)其他保護(hù)間隔斷路器采用機(jī)構(gòu)箱本體防跳躍回路時(shí),此試驗(yàn)方法同樣適用。隨后,試驗(yàn)人員在不同廠家的微機(jī)保護(hù)或斷路器本體防跳躍回路上,通過(guò)此試驗(yàn)方法做防跳躍試驗(yàn),結(jié)果均驗(yàn)證了防跳躍回路的功能。
斷路器的防跳躍回路是控制回路的重要環(huán)節(jié)。在設(shè)備投產(chǎn)前的調(diào)試、日常消缺、周期性定檢等工作中,對(duì)保護(hù)裝置及機(jī)構(gòu)箱的防跳躍回路試驗(yàn)要重視,審圖要嚴(yán)格,要做到保證各斷路器都能正確動(dòng)作,達(dá)到斷路器發(fā)生“跳躍現(xiàn)象”概率為零的目標(biāo)。針對(duì)本文所述異?,F(xiàn)象,所提出的解決措施對(duì)保護(hù)測(cè)控裝置定檢、驗(yàn)收和防跳躍回路故障排查等均具有一定的參考作用和指導(dǎo)意義。
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Analysis the Abnormal Phenomenon on 110kV Breaker Anti-bouncing Circuit of Microcomputer Protection
Lv Mengli
(Yangjiang Power Supply Bureau of Guangdong Power Grid Corporation, Yangjiang, Guangdong 529500)
In one periodic test on the anti-bouncing circuit of 110kV circuit breaker protection and monitoring device, we found if we sent a tripping order after switching on circuit breaker and keeping switching dictation by the switching handle on measurement a control panel, circuit breaker didn’t switch after tripping, but circuit breaker will switch again after tripping if the outlet pressure plate of auto-reclosure was adopted. The anti-bouncing circuit implemented actually. It is considered due to the return time of switching dictation of synchronization was faster than that of auto-reclosure. The suggestion and test method were proposed for such an operation box anti-bouncing circuit. And it has certain reference and practical significance for scheduled check, acceptance, and troubleshooting, etc.
circuit breaker; anti-bouncing; microcomputer protection; check the same period; switching
呂夢(mèng)麗(1989-),女,湖北荊門(mén)市人,碩士研究生,助理工程師,繼電保護(hù)高級(jí)工,主要從事電力系統(tǒng)及繼電保護(hù)自動(dòng)化工作。