1000kVGIS 斷路器控制回路的原理及典型異常淺析

陳超

（國網(wǎng)江蘇省電力有限公司檢修分公司，江蘇 南京210000）

1000kVGIS 斷路器是特高壓變電站的主要設(shè)備，對其進(jìn)行巡視、操作、檢修必不可少，加強(qiáng)對1000kVGIS 斷路器控制回路的學(xué)習(xí)和理解有助于日常運(yùn)維及檢修工作的順利開展。

1 1000kVGIS 斷路器分、合閘回路控制原理

1.1 合閘控制回路

圖1 合閘控制回路

合閘過程：

在監(jiān)控后臺、測控屏以及就地LCC 柜上合閘（1SHJ 常開接點(diǎn)動作或SA2 常開接點(diǎn)動作）或者重合閘裝置合閘（ZHJ 常開接點(diǎn)動作）時，合閘回路接通，合閘線圈得電，啟動斷路器操動機(jī)構(gòu)進(jìn)行合閘操作，斷路器合上后，串于合閘回路的斷路器常閉輔助接點(diǎn)打開，斷開合閘回路。

1.2 分閘控制回路

圖2 第一組分閘控制回路

分閘過程：

在監(jiān)控后臺、測控屏以及就地LCC 柜上分閘（STJ 常開接點(diǎn)動作或SA2 常開接點(diǎn)動作）或保護(hù)跳閘時，分閘回路接通，分閘線圈得電，啟動斷路器操動機(jī)構(gòu)進(jìn)行分閘，斷路器分開后，串于分閘回路的斷路器常開輔助接點(diǎn)打開，斷開分閘回路。

1.3 防跳功能

有時由于斷路器本體輔助接點(diǎn)或保護(hù)裝置內(nèi)部繼電器接點(diǎn)黏連等原因，在斷路器合閘后，啟動回路接點(diǎn)實(shí)際未分開，合閘脈沖始終存在，若此時繼電保護(hù)動作跳開斷路器，但由于合閘脈沖始終存在，斷路器會再次合閘。如果線路故障為永久性故障，保護(hù)跳開斷路器后，持續(xù)存在的合閘脈沖將會使斷路器再次合閘，將會重復(fù)發(fā)生“跳- 合”現(xiàn)象，此種現(xiàn)象被稱為“跳躍”。斷路器短時間內(nèi)多次分合，會導(dǎo)致斷路器毀壞，甚至造成事故擴(kuò)大。在實(shí)際工程中，通過在斷路器合閘控制回路中增設(shè)“防跳”繼電器來防止“跳躍”現(xiàn)象的發(fā)生。

防跳回路基本原理如下（以A 相說明）：

當(dāng)斷路器合上后，斷路器常開輔助接點(diǎn)即處于閉合狀態(tài)，防跳繼電器KFA（B 相為KFB，C 相為KFC）立即得電，使得串于合閘線圈回路中（見圖1）的KFA 繼電器的常閉接點(diǎn)打開，斷開合閘回路，致使斷路器無法再次合閘，也就不會發(fā)生“跳躍”現(xiàn)象。

1.4 閉鎖功能

斷路器運(yùn)行過程中，當(dāng)斷路器狀態(tài)不滿足相關(guān)條件時則不允許斷路器分合閘。目前1000kVGIS 斷路器多為液壓操動機(jī)構(gòu)，只有當(dāng)斷路器氣室SF6 壓力以及機(jī)構(gòu)液壓油壓力達(dá)到規(guī)定數(shù)值時才能進(jìn)行斷路器分合閘操作，機(jī)構(gòu)油油壓低或者SF6 氣壓低都將會閉鎖操作。

如圖1 所示，斷路器合閘回路中串聯(lián)有KH1 和KS1 兩個常閉輔助接點(diǎn)；如圖2 所示，斷路器分閘回路中串聯(lián)有KH2 和KS1 兩個常閉輔助接點(diǎn)。

如圖3 所示，當(dāng)斷路器油壓監(jiān)視模塊SP1 檢測到斷路器任何一相機(jī)構(gòu)油壓降低到合閘閉鎖值時，其常開接點(diǎn)閉合，KH1繼電器會得電，串接在合閘回路中的常閉輔助接點(diǎn)（見圖1）會打開，合閘回路不通，斷路器無法合閘。當(dāng)斷路器油壓監(jiān)視模塊SP2 檢測到斷路器任何一相機(jī)構(gòu)油壓降低到分閘閉鎖值時，KH2 繼電器會得電，串接在分閘回路中的常閉輔助接點(diǎn)（見圖2）會打開，分閘回路不通，斷路器無法分閘。

如圖3 所示，當(dāng)斷路器氣室SF6 壓力監(jiān)視模塊MDJ01 檢測到斷路器任何一相氣室SF6 壓力降低到閉鎖值時，KS1 繼電器會得電，串接在分、合閘回路（見圖1、圖2）中的常閉輔助接點(diǎn)均會打開，斷路器無法進(jìn)行分合閘操作。

圖3 油壓及SF6 壓力監(jiān)視回路

2 1000kVGIS 斷路器控制回路典型異常及原理

2.1 控制回路斷線

如圖1、2 所示，跳位繼電器3TWJ 串于合閘回路中，監(jiān)視合閘控制回路的完好性；合位繼電器11HWJ 串于第一組分閘回路中，合位繼電器21HWJ 串于第二組分閘回路中，分別監(jiān)視兩組分閘控制回路的完好性。

如圖4 所示，控制回路正常時，無論斷路器處在合位還是分位，3TWJ 常閉接點(diǎn)和11HWJ（或21HWJ）常閉接點(diǎn)總有一個是打開狀態(tài)，控制回路斷線發(fā)信回路不通。只有當(dāng)3TWJ 常閉接點(diǎn)和11HWJ（或21HWJ）常閉接點(diǎn)同時閉合時，控制回路斷線發(fā)信回路接通，發(fā)“控制回路斷線”信號。因此，不論什么原因引起跳位繼電器與合位繼電器同時失磁，控制回路斷線信號都將報(bào)出。

圖4 控制回路斷線發(fā)信回路

2.2 控制回路接地

斷路器控制回路如果僅僅是一點(diǎn)接地，不會造成事故，如果有兩點(diǎn)接地，就可能發(fā)生斷路器誤動或拒動。

2.2.1 正接地導(dǎo)致斷路器誤跳閘

由于斷路器跳閘線圈均接負(fù)極電源，故當(dāng)發(fā)生正接地時可能導(dǎo)致斷路器誤跳閘，如圖5 所示，當(dāng)a 點(diǎn)與b 點(diǎn)同時接地時，就會使保護(hù)誤動作而造成斷路器跳閘。

2.2.2 負(fù)接地導(dǎo)致斷路器拒跳閘

如圖5 所示，當(dāng)b 點(diǎn)與c 點(diǎn)或b 點(diǎn)與d 點(diǎn)同時有接地出現(xiàn)時，等于將跳閘線圈短路，即使保護(hù)正常動作，跳閘線圈短路，跳閘線圈也不會起動，斷路器就不會跳閘，因此在有故障的情況下就會越級跳閘擴(kuò)大停電范圍。

圖5 控制回路接地示意圖

當(dāng)變電站直流系統(tǒng)監(jiān)測回路發(fā)出絕緣降低或接地信號報(bào)警，顯示斷路器控制回路存在接地，應(yīng)立即排除隱患。

結(jié)束語

本文對1000kVGIS 斷路器分、合閘控制、防跳躍及閉鎖功能實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了簡要的二次回路分析，并對控制回路斷線及接地兩種典型異常的發(fā)生原理進(jìn)行了簡單講解，對特高壓站1000kVGIS 設(shè)備的運(yùn)維檢修工作有一定的學(xué)習(xí)指導(dǎo)意義。