高压断路器控制回路常见问题分析及改进论文_明永占,邢金,纪川川,姚晨,李娜,宋俊国

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摘要:经济在快速的发展,社会在不断的进步,论文主要针对高压断路器控制回路常见问题的分析和改进展开深入研究,结合断路器控制回路原理,对高压断路器控制回路的操作机构控制回路误发跳闸信号、断路器拒动不能及时断开回路等常见问题进行了深入分析。最后提出了在合闸回路中及时增设超时时间继电器,同时还要合理选择继电器的改进措施。

关键词:高压断路器;控制回路;分析处理

引言

断路器是电力系统中的重要设备之一,由于各种原因引起运行中断路器发生非故障性误跳闸事件时有发生。因此,防止断路器误动非常重要,目前,多是从管理角度加强防范,如加强巡视和维护工作等。本文以1起小动物误入断路器跳闸出口继电器引起断路器误动事件为例,提出断路器控制回路优化方法,以解决类似断路器误动问题。

1断路器控制回路原理

以高铁牵引变电所220kV等级的断路器控制回路为例,现阶段,断路器分、合闸二次控制回路得到了广泛的应用,断路器在合闸命令发生过程中,如果断路器辅助接点没有返回,合闸回路会一直处于导通的状态。在实际运行过程中,断路器在合闸操作过程中极容易出现以下问题:首先,在断路器分、合闸过程中,断路器机构和辅助开关配合不合理问题经常出现,进而导致在分、合闸过程中,断路器分、合闸到位辅助开关触头难以断开;其次,断路器机构自身的灵活性严重缺失,卡涩现象较为常见。在断路器分、合闸操作过程中,虽然分、合闸回路导通,但是由于受到机构问题的影响,很难合上断路器。

2高压断路器控制回路常见问题分析

2.1断路器拒动不能及时断开回路

对于进线为220kV等级牵引变电所的高压断路器,大都设置了两组跳闸线圈,在手动跳闸时,所接通的跳闸线圈仅有一组,而要想满足自动装置动作跳闸的保护要求,要将两组跳闸线圈进行接通处理,旨在确保断路器动作跳闸的稳定性和可靠性,及时将故障点切除掉,避免事故范围的扩大,将电力系统故障的危害降至最低,从而促进电力系统的健康运行。以330kV牵引变电所为例,在电气调试施工过程中,对于进线保护带断路器联动试验工作的开展,必须予以高度重视。在试验过程中,断路器拒动现象较为常见,也就是说,针对手动操作断路器分合闸,其运作状态是非正常的,而保护装置动作出口以后,断路器没有出现跳闸现象。基于此,反复校对和分析断路器控制回路和保护回路接线,但是并没有发现异常问题。要想充分掌握拒动的成因,相关工作人员在试验时,可以任意采用一组跳闸线圈回路断开,这时,断路器拒动现象便消失不见,如果两组跳闸线圈同时接入断路器,便会出现拒动现象。

2.2跳闸操作箱误发跳闸信号

针对跳闸操作箱误发跳闸信号问题,值班人员必须要明确断路器跳闸的原因是因为正常操作跳闸导致的,还是事故跳闸导致的。针对这一问题,相关工作人员必须要进行深入的分析和探讨。

3改进措施

3.1跳闸控制回路分析

断路器跳闸控制回路如图1所示,电源回路中PG为DC220V正极,PN为负极,通过43RL开关实现远控/近控切换。断路器运行时,CB1的A11接点闭合。当小动物钻入跳闸继电器(52TX)后,导致其出口触点(2-3,11-12,14-15)闭合,接通DC220V电源正极PG,引起断路器分闸线圈52T2励磁,从而造成跳闸,完整的跳闸回路为PG→52TX触点(2-3,11-12,14-15)→CB1的A11触点→52T2线圈→RC回路→63QF2X→63GF2X→PN。通过分析该控制回路,印证了小动物触碰跳闸继电器试验金属舌片导致出口触点闭合而引起断路器跳闸这一结论。

图1断路器跳闸控制回路

3.2合闸回路中增设超时时间继电器

在断路器分、合闸回路中,对于分、合闸超时时间继电器SJ的增设是至关重要的。在断路器合闸过程中,在开启合闸线圈以后,要启动超时时间继电器SJ,其正常合闸时间并不长,极容易导致超时返回继电器SJ延时触点动作出现滞缓现象。在合闸回路中,如果存在故障问题,如果合闸保持时间与断路器正常操作时间存有差异,则开关辅助接点出现断开现象的概率较高。超时闭合触点SJ-1动作将中间继电器ZJ开启,开启以后,其闭合触点ZJ-1断开合闸回路,ZJ-2断开超时继电器SJ启动回路,避免在控制回路中烧坏各个元件,其保护作用十分显著。在SJ启动过程中,开入量回路中ZJ继电器的一对常开触点的运作状态是闭合的,借助硬接点信号向监控后台发送故障信号。

3.3优化后控制回路分析

(1)结合图1可以看出,保护装置发出的跳闸指令并不经过跳闸继电器52TX,而是直接经过分闸线圈52T2完成跳闸,其完整的跳闸回路为PG→保护装置跳闸指令(触点)→CB1的A11触点→52T2线圈→RC回路→63QF2X→63GF2X→PN。优化后的回路没有改变这一过程,因此,优化后的回路对保护装置的正常跳闸功能并无影响。(2)从图1可以看出,优化后的控制回路改变了远控/近控操作,优化前后的操作回路路径如表1所示。可以看出,优化后对断路器的分闸操作功能没有影响。(3)优化后,断路器正常运行时,远控/近控切换开关43RL置于远控位置,即使发生小动物或其他情况误碰导致跳闸继电器52TX触点(2-3,11-12,14-15)闭合,由于PGR接电源正极而PGL不带电,因此不会引起跳闸。断路器跳闸控制回路优化后,设备运行良好,再未发生类似事件。

3.4合理选择继电器

对于时间继电器来说,继电器必须要保证较高的精准度,而且也要避免由于时间继电器的接入,进而使分、合闸回路参数的准确性难以保证,从而导致分、合闸线圈的动作电压和功率降低,要结合控制回路电压等级来确定时间继电器的电压等级。

3.5储能控制回路改造

针对上述断路器储能控制回路故障,可以通过对原有储能控制回路进行改造,解决无法储能的问题。改造方案是:将储能控制回路和储能电机回路全部改用交流220V电源。当交流电恢复后,电机会正常储能,不会出现电机超时保护闭锁。它能有效地避免全站停电后恢复送电时断路器无法正常储能的问题。该改造方案具有以下优点。(1)能解决由于交流电源缺失导致电机保护闭锁储能回路的问题。(2)将储能回路与断路器控制回路完全隔离开,避免储能回路故障引起断路器控制回路故障。(3)解决了断路器动作特性试验时电机无法电动储能、必须手动储能的问题。

结语

高压断路器防误动工作非常重要,应加强防范。本文以1起小动物误入断路器跳闸出口继电器导致的断路器跳闸事件为例,通过分析断路器控制回路存在的问题,并进行控制回路改进,问题得以解决。处理经验同时可供断路器设计人员参考,断路器控制回路设计合理,才能保障电力设备的安全稳定运行。

参考文献:

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论文作者:明永占,邢金,纪川川,姚晨,李娜,宋俊国

论文发表刊物:《电力设备》2019年第6期

论文发表时间:2019/7/16

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