摘要:在做110kV南澳南亚风电场升压站工程项目中发现一起35KV SF6断路器FP40防跳回路不起作用的事故,经分析该断路器控制回路二次原理图,并做试验,发现该断路器防跳回路存在异常,合闸闭锁电磁铁辅助开关的触点接的位置不对,造成防跳继电器无法启动并自保持,提出并对断路器的回路进行了改造,改造后进行了多次试验,证明了回路的正确可靠,消除了事故隐患。
关键词:断路器;防跳继电器;防跳回路
1 引言
断路器是一种开关电器,具有一定的通断能力,可以带负荷操作,能够可靠地熄灭通断负荷电流是所产生的电弧。防跳回路是指防止跳跃的电气回路。开关装置配有电气的分闸和合闸按钮,当分闸按钮一直按下时,开关分闸,如果此时合闸按钮也一直按下,开关就会出现合闸后立即分闸,分闸后又合闸的跳跃动作。因此需要防跳回路,以防止开关发生这种跳跃现象,进而保护开关装置以及负载免受频繁冲击。断路器重复合分,不仅容易引发事故,还会造成设备损坏及人身安全。
2 断路器防跳回路异常问题进行分析及改造
断路器防跳包括机械防跳和电气防跳两种,机械防跳是指利用操作机构本身的机械闭锁功能防止断路器跳跃,电气防跳是指不管断路器操作机构本身是否带有机械防跳,均在断路器控制回路中加设电气防跳继电器,防止断路器跳跃。现以110kV南澳南亚风电场升压站工程SF6断路器FP40为例,对断路器防跳回路异常问题进行分析及改造。
2.1 分析问题
六氟化硫断路器是一种用SF6气体作为灭弧和绝缘介质的柱上断路器,SF6为惰性气体,其灭弧能力比空气高几十倍。是目前城网和农网推广使用的换代产品。新建的风电场项目中,35KV SF6断路器用到无功补偿装置柜中。
在实验室对施奈德SF6断路器FP40进行电气防跳试验时,(将合闸回路按钮一直按住在合闸位置,用保护跳闸,开关跳开后不应合上,松开按钮后重新合闸,开关应能合上)。将断路器合闸后,加一故障电流,断路器分闸,若手合或遥合控制开关发生粘连或卡死情况,造成合闸回路一直处于通电状态,直到断路器储能结束,断路器将再次合闸,如此反复,导致断路器出现“跳跃”现象,经过多次试验,发现防跳继电器根本没有动作,断路器的防跳回路没有起到任何作用,因断路器的这种跳跃现象危害较大,严重影响供电的可靠性,为确保设备安全可靠运行,必须解决断路器防跳回路不起作用的问题。
为了查找断路器防跳回路不起作用的原因,首先对断路器进行机械操作和机械特性测试试验,结果表明断路器的机构一切正常,没有故障。其次,对原理图二次控制回路进行细致的检查,确保接线正确、牢靠。同时对防跳继电器的辅助触点进行验证,确保无损坏及无接触不良的现象。
最后,对该断路器二次控制回路防跳及合闸回路进行分析,寻找是否存在异常。图1所示为该断路器控制回路二次原理图,当KK正常打到合闸位置,X0:14→1AP常闭→SC常闭→IN常闭(断路器储满能闭合)→合闸线圈BE→SC常闭→2AP常闭→SC常闭→S2常闭(Y1得电后,S2闭合)→X0:4,此时合闸线圈BE启动,断路器合闸。由于合闸线圈得电,断路器主轴的辅助开关触点和储能辅助开关触点常开变常闭,常闭变常开。合闸回路断开,防跳回路X0:14→SC常闭→防跳继电器1AP→S2常开(SB打开,Y1失电后,S2打开)→X0:4没有接通,防跳继电器1AP没有启动,更谈不上实现自保持。当外加一故障电流,BT闭合,断路器跳闸回路X0:31→2AP常闭→SA常闭→分闸线圈BD→X0:30接通,分闸线圈BD得电,断路器分闸。断路器主轴的辅助开关触点常开变常闭,常闭变常开。当KK未复归(发生粘连)其触点仍接通,断路器储满能后,断路器合闸回路重新导通,合闸线圈BE得电,断路器重合闸。出现了合闸→分闸→合闸的现象。
从上述的分析可以看出,断路器出现这种跳跃现象的原因是防跳继电器1AP没有启动,防跳没有起到作用。而防跳继电器1AP没有启动的原因是S2接点没闭合,合闸回路需要受到辅助开关触点S2的限制,而防跳回路不能受到辅助开关触点S2的限制。正是由于辅助开关触点S2的位置不对,导致防跳保护失去了应有的保护保护作用,出现了断路器的跳跃现象。
2.2 解决问题
在找到出现断路器防跳回路不起作用的原因之后,和断路器厂家施耐德沟通,对断路器二次控制回路的防跳及合闸回路进行了改造,如图2所示。将辅助开关触点S2改接在合闸回路断路器辅助开关触点SC和储能辅助开关触点IN之间,如图2云线所示。当断路器合闸后,防跳回路X0:14→SC常闭→防跳继电器1AP→X0:4接通,其防跳继电器1AP常开辅助触点闭合,使防跳继电器自保持。同时防跳继电器1AP常闭辅助触点打开,合闸回路断开。如果加一故障电流,保护动作使断路器跳闸,此刻即使出现KK未复归(发生粘连)其触点仍接通,断路器储满能后,断路器也不会合闸,从而避免了跳跃现象。断路器防跳回路改造之后,断路器防跳保护动作可靠,准确无误。
3 结论
防止开关跳跃对保障电力系统的安全运行有着非常重要的意义,如何使开关的电气防跳回路更趋合理与完善,确保防跳保护动作可靠,在计算机技术不断应用的今天,具有非常重要和实际的意义。我们在处理开关防跳继电器是否具备防跳自保持的问题上一定要认真对待,考虑周全。
参考文献:
[1] 施耐德开关(苏州)有限公司《FP40系列六氟化硫断路器用户使用手册》.
[2] 李珉.对断路器防跳回路的探讨[J].机械制造与自动化,2007(4):111-114.
论文作者:王秋菊
论文发表刊物:《电力设备》2018年第2期
论文发表时间:2018/6/7
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