北京北開GIS斷路器儲能電機(jī)控制回路隱患分析及改進(jìn)措施

張杜宇

【摘 要】某110kV線路的保護(hù)定檢中，發(fā)現(xiàn)北京北開電氣股份有限公司設(shè)計(jì)的GIS斷路器儲能電機(jī)控制回路存在隱患。若繼保人員進(jìn)行實(shí)際的開關(guān)傳動時，未給上該線路間隔就地控制屏上的“控制、信號電源”空開，可能導(dǎo)致合閘線圈燒毀。分析后得出此隱患是由于斷路器儲能電機(jī)控制回路失電，KA1繼電器失磁，串接在合閘回路的常閉接點(diǎn)KA1長期處于閉合導(dǎo)致合閘線圈燒毀。提出三種解決措施：合閘回路未儲能接點(diǎn)改回實(shí)際行程開關(guān)接點(diǎn)，或斷路器儲能電機(jī)控制回路由信號電源改為斷路器控制電源，或更改空開標(biāo)識。詳述了控制回路的改造方法，消除了隱患，保證了合閘線圈正常使用。

【關(guān)鍵詞】GIS斷路器；儲能電機(jī)；控制回路

1.引言

110kV上村站110kV農(nóng)村Ⅰ線保護(hù)及測控定檢中，其他專業(yè)人員在該線路間隔就地控制屏執(zhí)行其他工作后或者其他原因，沒有恢復(fù)斷開的 “控制、信號電源”空開。

繼保人員在定檢工作中進(jìn)行實(shí)際的開關(guān)傳動時，若未給上該線路間隔就地控制屏上的“控制、信號電源”空開，可能導(dǎo)致合閘線圈燒毀。

在電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，斷路器能否可靠跳閘直接影響電力系統(tǒng)的安全性，而合閘線圈的損毀則直接影響斷路器的正常分合閘。經(jīng)過理論分析，發(fā)現(xiàn)上述隱患存在于北京北開電氣股份有限公司設(shè)計(jì)的斷路器儲能電機(jī)控制回路中。本文分析了這一問題產(chǎn)生的原因，提出了幾種解決方案。北京北開電氣股份有限公司是深圳供電局幾個主要的合作方之一，因此我們通過改造控制回路及其他方法消除該隱患具有重要意義。

2.電源配置隱患分析

2.1 信號及儲能電機(jī)控制回路原理分析

正常情況下，當(dāng)信號及儲能電機(jī)控制回路的電源2QL的空開是給上的時候，信號及儲能電機(jī)控制回路中，與HR4指示燈（儲能完畢指示燈）串聯(lián)的行程開關(guān)SL處于分位，HR4指示燈滅，表示斷路器儲能未完成。同一回路中，與KA1繼電器串聯(lián)的行程開關(guān)SL此時處于合位，KM繼電器勵磁，儲能電機(jī)回路中的常開接點(diǎn)KM閉合使斷路器儲能電機(jī)開始運(yùn)轉(zhuǎn)；而此時KA1繼電器在該回路導(dǎo)通時勵磁，導(dǎo)致合閘回路中的常閉開關(guān)KA1斷開，表示電機(jī)在未儲能完成時，合閘回路是無法正常合閘的。

當(dāng)斷路器儲能完畢，信號及儲能電機(jī)控制回路中，與HR4指示燈（儲能完畢指示燈）串聯(lián)的行程開關(guān)SL處于合位，HR4指示燈亮，表示斷路器儲能完畢。與此同時，與KA1繼電器串聯(lián)的行程開關(guān)SL此時處于分位，KA1繼電器失磁，導(dǎo)致合閘回路中的常閉開關(guān)KA1閉合，此時合閘回路是可以正常合閘的。當(dāng)斷路器儲能電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)超時但儲能還沒完成時，信號及儲能電機(jī)控制回路中的時間繼電器KT便會勵磁，導(dǎo)致延時開關(guān)KT閉合，此時KA2繼電器勵磁，串接K2繼電器的常開接點(diǎn)KA2閉合自保持，串接時間繼電器KT的常閉接點(diǎn)KA2斷開，KM繼電器失磁導(dǎo)致斷路器儲能電機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，從而達(dá)到保護(hù)該電機(jī)的作用。

2.2 信號及儲能電機(jī)控制回路隱患分析

如圖所示，由于信號及儲能電機(jī)控制回路的電源2QL斷開，繼電器KA1不勵磁，串接在合閘回路的常閉接點(diǎn)KA1長期處于閉合狀態(tài)。

譬如，繼保人員在開關(guān)跳合跳試驗(yàn)中，開關(guān)第一次跳開后，重合閘保護(hù)動作CHJ閉合，HBJ繼電器動作并形成自保持。由于開關(guān)實(shí)際沒儲能合不上，此時QF常閉接點(diǎn)不能返回，QF一直處于閉合狀態(tài)；而防跳回路的兩個常閉接點(diǎn)1KA和2KA及SF6氣壓低閉鎖接點(diǎn)KA4也是一直處于閉合狀態(tài)。上文提到，當(dāng)2QL斷開，繼電器KA1不勵磁，串接在合閘回路的常閉接點(diǎn)KA1長期處于閉合狀態(tài)。因此，合閘回路一直處于導(dǎo)通的狀態(tài)，但是此時的斷路器儲能并未完成，最后導(dǎo)致合閘線圈燒毀。

2.3導(dǎo)致該信號及儲能電機(jī)控制回路隱患發(fā)生的因素

綜上所述，導(dǎo)致上文中合閘回路的合閘線圈燒毀的因素有三個：

1）合閘回路上的彈簧未儲能接點(diǎn)是繼電器的重動接點(diǎn)；

2）斷路器儲能電機(jī)控制回路用的是信號回路的電源；

3）線路間隔就地控制屏上的“控制、信號電源”空開斷開。

通過與其他同類型的回路對比，可以發(fā)現(xiàn)，并不是所有的線路都存在該隱患，也不是所有北京北開負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)的斷路器儲能電機(jī)控制回路都存在該隱患，甚至同一個站同一個廠家的不同電壓等級間的斷路器儲能電機(jī)控制回路都因設(shè)計(jì)不同而情況不同的。所以，應(yīng)該是因?yàn)閺S家當(dāng)初設(shè)計(jì)的時候考慮欠周全才導(dǎo)致該斷路器儲能電機(jī)控制回路存在這個隱患。

3.改進(jìn)措施

3.1 合閘回路未儲能接點(diǎn)改為實(shí)際行程開關(guān)接點(diǎn)

從導(dǎo)致隱患發(fā)生的第一個因素，提出第一個改進(jìn)措施，將合閘回路未儲能接點(diǎn)改回實(shí)際行程開關(guān)接點(diǎn)，這樣就可以消除該斷路器儲能電機(jī)控制回路的隱患。

如圖所示，當(dāng)斷路器儲能未完成時，合閘回路中的儲能接點(diǎn)CK1處于斷開狀態(tài)，而斷路器儲能回路中的儲能接點(diǎn)CK1處于閉合狀態(tài)。此時斷路器儲能回路中的KM繼電器勵磁，兩個KM接點(diǎn)閉合，電機(jī)回路導(dǎo)通，儲能電機(jī)M開始運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)斷路器儲能完成，合閘回路中的行程開關(guān)CK1閉合，此時可以正常合閘；而斷路器儲能回路中的儲能接點(diǎn)CK1斷開，KM繼電器失磁，兩個KM接點(diǎn)打開，電機(jī)M停止運(yùn)轉(zhuǎn)。

通過對接點(diǎn)類型的更換，使合閘回路中的未儲能常閉接點(diǎn)變成儲能的常開接點(diǎn)，達(dá)到了消除隱患的目的。

3.2 斷路器儲能電機(jī)控制回路由信號電源改為斷路器控制電源

第二個改進(jìn)措施可以由導(dǎo)致隱患發(fā)生的第二個因素來考慮，就是把斷路器儲能電機(jī)控制回路由信號電源改為斷路器控制電源，此方法也能解決該隱患。

如圖，改進(jìn)后該線路的斷路器儲能電機(jī)控制回路采用的是斷路器控制電源，與信號電源無關(guān)。當(dāng)“控制、信號電源”的空開沒有給上，只要斷路器控制電源回路正常通電，儲能電機(jī)控制回路也正常運(yùn)作，繼電器KA1可以正常勵磁，就不會存在串接在合閘回路的常閉接點(diǎn)KA1長期處于閉合狀態(tài)的情況了。

通過更換斷路器儲能電機(jī)控制回路的電源，達(dá)到了消除隱患的目的。

但是，這個方法也存在一個隱患。當(dāng)KA1繼電器損壞的話，合閘線圈也有燒毀的風(fēng)險。

3.3加強(qiáng)運(yùn)維

除了從回路中改進(jìn)接線達(dá)到盡可能消除隱患的目的以外，從第三個因素出發(fā)，我們還可以在日常工作運(yùn)維中做一些措施來避免該隱患。

運(yùn)行人員在做定檢前的一次安措時，會按照其操作票及運(yùn)行規(guī)程的要求，在該線路間隔就地控制屏上斷開斷路器儲能電機(jī)電源的空開和“控制、信號電源”空開。運(yùn)行人員之所以會斷開“控制、信號電源”的空開，是因?yàn)椴僮髌焙瓦\(yùn)行規(guī)程要求斷開斷路器儲能電機(jī)的控制電源，但是按實(shí)際的接線來講，不斷開該空開而規(guī)避上文提到的北京北開存在的斷路器儲能電機(jī)控制回路隱患也是符合安規(guī)的。所以，可以從更改空開標(biāo)識入手。把“控制、信號電源”改為“信號電源”，這樣運(yùn)行人員在做一次安措的時候就不會斷開“信號電源”空開，避免這一隱患的發(fā)生。

同時，若條件還不滿足同時把所有有隱患的站的標(biāo)識更改過來，在定檢工作中，可能會存在其他專業(yè)人員結(jié)束其他工作后忘記恢復(fù)斷開的“控制、信號電源”空開的情況。繼保人員可以通過提醒的方式讓其他專業(yè)恢復(fù)該空開；或者繼保人員在傳動開關(guān)之前，先去線路間隔就地控制屏處檢查該空開的通斷情況。

3.4改進(jìn)措施的優(yōu)劣對比

上文提到的三種改進(jìn)措施，第一改進(jìn)措施是可以永久解決該事故隱患的，第三種改進(jìn)措施需要在每次定檢工作中都執(zhí)行，用人為因素來解決問題還是存在一定的風(fēng)險。但是，從實(shí)施的難易程度來說，將合閘回路未儲能接點(diǎn)改回實(shí)際行程開關(guān)接點(diǎn)是最難的，而直接更改標(biāo)識或?qū)嶋H工作中提醒注意是最容易實(shí)現(xiàn)的。

將合閘回路未儲能接點(diǎn)改回實(shí)際行程開關(guān)接點(diǎn)，這應(yīng)該是好的改進(jìn)方法，因?yàn)橹恍枰獙嗦菲骺刂苹芈愤M(jìn)行改進(jìn)而不用改動其他回路。但是，在110kV上村站的實(shí)際回路中，北京北開之所以會有這種存在斷路器儲能電機(jī)控制回路隱患的設(shè)計(jì)，就是因?yàn)樾谐涕_關(guān)不夠用，才需要用到重動的開關(guān)。因此，從因地制宜來講，為了避免對回路有太大的改動，這個方法不一定可行。

第三個方法，僅從日常運(yùn)維的角度出發(fā)，節(jié)省人力物力，而且更改標(biāo)識后，也能達(dá)到改進(jìn)回路后的效果。所以，這個方法值得短時間內(nèi)推廣。

至于第二個方法，把電機(jī)控制回路由采用電機(jī)控制電源改為斷路器控制電源，從現(xiàn)場的實(shí)際條件出發(fā)，無論現(xiàn)場的回路是怎樣配置的，都可以使用這個方法。就現(xiàn)有的條件來說，第二個方法是最佳方案。今后結(jié)合技改一定要增加行程開關(guān)進(jìn)行改進(jìn)，以達(dá)到完全消除隱患的目的。

4.總結(jié)與提升

我們可以從上述事件從得到一些以后運(yùn)維的經(jīng)驗(yàn)：

繼保人員在傳動開關(guān)前，先去線路間隔就地控制屏處檢查“控制、信號電源”或“信號電源”空開的通斷情況，確保燒線圈的隱患不會發(fā)生。

各專業(yè)間工作中加強(qiáng)溝通。繼保人員在定檢前，可以提醒運(yùn)行人員不要斷開“控制、信號電源”的空開。繼保人員在平時工作多在主控室，應(yīng)該多留意和多詢問其他專業(yè)在本體的工作情況。比如當(dāng)我們定檢進(jìn)行到一半，其他專業(yè)可能在本體有工作需要斷開“信號電源”空開，然后我們在不知情的情況下傳動開關(guān)也可能導(dǎo)致合閘線圈燒毀。

驗(yàn)收新投產(chǎn)的線路，需要注意新線路的回路是否存在該隱患。若存在，則因地制宜，有多余行程開關(guān)的可改用行程開關(guān)，或者直接把斷路器儲能電機(jī)控制回路由信號電源改為斷路器控制電源。若條件允許，盡量爭取確保在行程開關(guān)接點(diǎn)數(shù)量足夠的情況下進(jìn)行改造。

（作者單位：深圳供電局有限公司）