高壓斷路器控制回路常見問題及改進(jìn)路徑探究

曹旭速 蘇希 張峰

摘要：首先，對(duì)高壓斷路器控制電路中常見問題的分析和改進(jìn)進(jìn)行了深入研究，發(fā)現(xiàn)其根本原因是由于控制電路的設(shè)計(jì)問題導(dǎo)致合閘線圈燒損，最后提出了在合閘回路中及時(shí)增設(shè)超時(shí)時(shí)間繼電器，同時(shí)還要合理選擇繼電器的改進(jìn)措施，改進(jìn)后可有效避免分合閘線圈燒損，保證電網(wǎng)正常運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：高壓斷路器;分閘線圈;合閘線圈;控制回路;問題;路徑

斷路器是電力系統(tǒng)中重要的一次設(shè)備。在正常的運(yùn)行操作和事故跳閘時(shí)，斷路器能否正常動(dòng)作，對(duì)電網(wǎng)的穩(wěn)定有著至關(guān)重要的作用。而斷路器能否正常動(dòng)作，除了與本身的機(jī)械機(jī)構(gòu)性能有關(guān)系外，還跟二次控制回路有著密切的關(guān)系。然而，目前變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)中仍不時(shí)發(fā)生斷路器分、合閘線圈燒毀的事故。

1 高壓斷路器控制回路常見問題分析

1.1跳閘操作箱誤發(fā)跳閘信號(hào)

針對(duì)跳閘操作箱誤發(fā)跳閘信號(hào)問題，值班人員必須要明確斷路器跳閘的原因是因?yàn)檎２僮魈l導(dǎo)致的，還是事故跳閘導(dǎo)致的。針對(duì)這一問題，相關(guān)工作人員必須進(jìn)行深入的分析和探討。某廠生產(chǎn)的分相操作箱原理接線在220kV 和以上斷路器的控制回路中得到了廣泛的應(yīng)用，但是在手動(dòng)正常操作斷路器跳閘過程中，極容易誤發(fā)保護(hù)動(dòng)作出口跳閘信號(hào)。比如：以A相為例，在手動(dòng)操作斷路器跳閘過程中，手動(dòng)繼電器STJa勵(lì)磁，其接點(diǎn)STJa閉合，如果接通了跳閘回路，極容易導(dǎo)致斷路器出現(xiàn)跳閘。在這個(gè)過程中，對(duì)于“防跳”繼電器的自保護(hù)回路來說，接通了保護(hù)動(dòng)作出口跳閘信號(hào)繼電器 TXIJa 電流線圈回路，導(dǎo)致其勵(lì)磁動(dòng)作，進(jìn)而不利于運(yùn)行人員的正常操作和運(yùn)行。對(duì)于手動(dòng)繼電器 STJa的接點(diǎn)，如果在TXIJa電流線圈兩端進(jìn)行了并接，在 STJa發(fā)生動(dòng)作時(shí)，會(huì)大大增加 TXIJa電流線圈短路問題的發(fā)生概率，但是，針對(duì)TXIJa動(dòng)作 電流這一問題，要對(duì)斷路器跳閘電流進(jìn)行全方位、多角度的分析，以此來為設(shè)計(jì)提供可行的參考依據(jù)，其動(dòng)作具有高度的靈活性，而且線圈直流電阻也不大。此時(shí)，STJa接點(diǎn)已經(jīng)將其電流線圈短路，但是仍然會(huì)流經(jīng)一些跳閘電流，進(jìn)而存在于TXIJa電流線圈，進(jìn)而使其動(dòng)作。因此，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際調(diào)試經(jīng)驗(yàn)，在TXIJa繼電器選擇和調(diào)試過程中，要將這種動(dòng)作的靈活性保持在合理范圍內(nèi)，而且在保護(hù)動(dòng)作出口過程中，還要確保電路器能夠跳閘，并發(fā)出信號(hào)。

1.2斷路器拒動(dòng)不能及時(shí)斷開回路

對(duì)于進(jìn)線為220kV等級(jí)牽引變電所的高壓斷路器，大都設(shè)置了兩組跳閘線圈，在手動(dòng)跳閘時(shí)，所接通的跳閘線圈僅有一組，而要想滿足自動(dòng)裝置動(dòng)作跳閘的保護(hù)要求，要將兩組跳閘線圈進(jìn)行接通處理，旨在確保斷路器動(dòng)作跳閘的穩(wěn)定性和可靠性，及時(shí)將故障點(diǎn)切除掉，避免事故范圍的擴(kuò)大，將電力系統(tǒng)故障的危害降至最低，從而促進(jìn)電力系統(tǒng)的健康運(yùn)行。以330kV牽引變電所為例，在電氣調(diào)試施工過程中，對(duì)于進(jìn)線保護(hù)帶斷路器聯(lián)動(dòng)試驗(yàn)工作的開展，必須予以高度重視。在試驗(yàn)過程中，斷路器拒動(dòng)現(xiàn)象較為常見，也就是說，針對(duì)手動(dòng)操作斷路器分合閘，其運(yùn)作狀態(tài)是非正常的，而保護(hù)裝置動(dòng)作出口以后，斷路器沒有出現(xiàn)跳閘現(xiàn)象?；诖耍磸?fù)校對(duì)和分析斷路器控制回路和保護(hù)回路接線，但是并沒有發(fā)現(xiàn)異常問題。要想充分掌握拒動(dòng)的成因，相關(guān)工作人員在試驗(yàn)時(shí)，可以任意采用一組跳閘線圈回路斷開，這時(shí)，斷路器拒動(dòng)現(xiàn)象便消失不見，如果兩組跳閘線圈同時(shí)接入斷路器，便會(huì)出現(xiàn)拒動(dòng)現(xiàn)象。經(jīng)過查找和分析發(fā)現(xiàn)，兩組跳閘線圈套在了同一鐵芯上 ，在這兩組線圈中，其匝數(shù)是相同的，保護(hù)裝置在發(fā)出跳閘指示以后，流經(jīng)兩線圈的電流也是相同的，進(jìn)而產(chǎn)生的磁通為 Ф1=Ф2。鐵芯 中的合成磁通 Ф=Ф1+Ф2=2Ф1，其中，產(chǎn)生了諸多電磁力，這遠(yuǎn)遠(yuǎn)比一組跳閘線圈工作效率要高，很難使斷路器出現(xiàn)跳閘現(xiàn)象，但是針對(duì)兩組跳閘線圈的實(shí)際接線，仍然需要進(jìn)一步改進(jìn)。兩組跳閘線圈產(chǎn)生的磁通Ф1 和 Ф2 數(shù)值是相同的，但是方向上是不相同的，所以，鐵芯中合成磁通Ф=Ф1-Ф2=0，所產(chǎn)生的電磁力也是0，進(jìn)而造成保護(hù)裝置動(dòng)作出口跳閘，斷路器拒動(dòng)。對(duì)于這種錯(cuò)誤的接線方 式，必須要予以高度重視。

2 改進(jìn)路徑

2.1 合閘回路中增設(shè)超時(shí)時(shí)間繼電器

在斷路器分、合閘回路中，對(duì)于分、合閘超時(shí)時(shí)間繼電器SJ的增設(shè)是至關(guān)重要的。在斷路器合閘過程中，在開啟合閘線圈以后，要啟動(dòng)超時(shí)時(shí)間繼電器 SJ，其正常合閘時(shí)間并不長(zhǎng)，極容易導(dǎo)致超時(shí)返回繼電器SJ延時(shí)觸點(diǎn)動(dòng)作出現(xiàn)滯緩現(xiàn)象。 在合閘回路中，如果存在故障問題，如果合閘保持時(shí)間與斷路 器正常操作時(shí)間存有差異，則開關(guān)輔助接點(diǎn)出現(xiàn)斷開現(xiàn)象的概率較高。超時(shí)閉合觸點(diǎn)SJ-1 動(dòng)作將中間繼電器ZJ開啟，開啟以后，其閉合觸點(diǎn) ZJ-1 斷開合閘回路，ZJ-2 斷開超時(shí)繼電器SJ啟動(dòng)回路，避免在控制回路中燒壞各個(gè)元件，其保護(hù)作用十分顯著。在 SJ 啟動(dòng)過程中，開入量回路中ZJ繼電器的一對(duì)常開觸點(diǎn)的運(yùn)作狀態(tài)是閉合的，借助硬接點(diǎn)信號(hào)向監(jiān)控后臺(tái)發(fā)送故障信號(hào)。

2.2 合理選擇繼電器

對(duì)于時(shí)間繼電器來說，繼電器必須要保證較高的精準(zhǔn)度，而且也要避免由于時(shí)間繼電器的接入，進(jìn)而使分、合閘回路參數(shù)的準(zhǔn)確性難以保證，從而導(dǎo)致分、合閘線圈的動(dòng)作電壓和功率降低，要結(jié)合控制回路電壓等級(jí)來確定時(shí)間繼電器的電壓等級(jí)。

結(jié)束語(yǔ)：

綜上所述，針對(duì)高壓斷路器控制回路的常見問題要予以高度重視，并制定配套可行的改進(jìn)措施，最大程度地避免分、合閘回路電器元件和保護(hù)裝置元器件出現(xiàn)燒壞現(xiàn)象，將變電所維護(hù)費(fèi)用控制在合理范圍內(nèi)，落實(shí)好節(jié)約化原則，并為設(shè)備的安全運(yùn)行創(chuàng)造良好的條件，以滿足變電所的內(nèi)在需求。其中，對(duì)于保護(hù)裝置生產(chǎn)廠家，還要合理化設(shè)計(jì)斷路器控制回路，進(jìn)而滿足用戶需求。

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