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摘要：结合某发电厂一次因断路器控制回路断线而回路监视正常，断路器拒跳的故障,分析了该厂断路器控制回路中寄生回路的产生以及对断路器控制回路的影响，并指出该厂此类断路器控制箱实际接线存在的隐患,提出了整改方案和预防措施。
关键词：断路器 控制回路寄生回路 分析 隐患 整改
某发电厂于1999年年底全面建成投运，属坝后式水电厂。该厂有水轮发电机三台，机端电压为10.5kV，单机容量为14MW。型号为SFSQ8-31500/110的三圈式主变两台，单台容量为31.5MVA。其电气主接线为：110kV、35kV为单母线分段，10kV为单母线。该发电厂110kV升压站有4台SF6断路器，型号为LW6-110I，额定电流3150A，属河南平顶山开关厂产品，101开关、102开关分别是两台主变压器高压侧开关，保护装置配许继WBH系主变保护；151开关与邻县一座110kV变电站124号开关相联，为与其他电网联网的备用通道；152开关与该县一座110kV变电站的151号开关相联。110kV线路保护配许继WXH-811。该发电厂升压站的安全运行关系整个电站甚至是该县供电网络的安全可靠运行。
1.故障现象及处理
2010年4月20日，运行人员接到调度中心值班人员命令：将151开关转冷备用状态。运行人员完成倒闸操作票等相关手续后开始操作，在执行拉开151开关时，操作人员操作开关控制把手进行分闸操作，但151开关不能分闸，查看报警信息，151开关处于正常状态，跳闸监视回路正常。于是运行人员便通知检修人员，检修人员迅速到场，经过详细的查找，发现是断路器跳闸线圈一个线头松动，几乎脱落，将此线头紧固，运行人员顺利完成操作。
2.原因分析及改进方法
2.1寄生回路产生的原因
操作虽然完成了，但跳闸监视回路正常、断路器却不能操作的原因还不能放过。通过仔细分析断路器二次接线图，发现该断路器分闸监视回路存在寄生回路。其接线图见图1：
注:图中K2为防跳跃继电器，K4为分闸线圈
当断路器合闸后，其辅助常开接点3、4和43、44闭合，分闸监视经24—K4—3、4（43、44）—L-完成监视功能。但当跳闸线圈K4的1、2或断路器辅助接点4、3和43、44或并接点38等处断线后，监视回路经24—K2—L-依然完成监视功能，指示灯还是点亮，误发回路正常指示，这就是寄生回路。
二次回路的寄生回路是保护回路中不应该存在的多余回路，容易引起继电保护误动或拒动，往往不能被电气运行人员及时发现，时常是在改线结束后的运行中，或进行定期检验、运行方式变更、二次切换试验时，才从现象上得以发现。如果不及时查出消除，将造成保护装置和二次设备误动、拒动（回路被短接）、声光信号回路误发信号及多种不正常工作现象，导致在事故时运行人员发生误判断和误处理，甚至扩大事故。
再分析该断路器的合闸监视回路，其接线见图2：
注：K3为合闸线圈
当断路器分闸后，其辅助常闭接点1、2和17、18闭合，合闸监视经22—K3—1、2（17、18）—L-完成监视功能。当合闸线圈K3的1、2或断路器辅助接点1、2和17、18或并接点34等处断线后，合闸监视无法导通，指示灯不能点亮，发出告警信息，从而就达到了回路监视作用。此回路不存在寄生回路。
2.2 改进方法
2.2.1 改进方案1
如图3，在A、B两点之间串一断路器常闭辅助接点。
当断路器处于合闸状态时，其常闭辅助接点断开，常开接点闭合，分闸监视经24—B—K4—3、4（43、44）—L-完成监视功能。当跳闸线圈K4的1、2或断路器辅助接点4、3和43、44或并接点38等处断线后，分闸监视回路无法导通，指示灯不能点亮，发出告警信息，从而就达到了回路监视作用。因此，改进后的回路不存在寄生回路。断路器要进行合闸操作时，在常闭辅助接点转换前已启动防跳继电器K2，起到断路器本体防跳作用，继电器K1退出后防跳回路退出。
本方案存在的问题：若断路器辅助机构调节不当，接点转换太快，则可能在防跳继电器还未启动时其辅助常闭接点就已断开，防跳功能就不会启动。当有故障且合闸脉冲未解除时，断路器会发生跳跃，危及断路器安全。
2.2.2 改进方案2
该厂SF6开关配置的是许继微机型保护，该保护自身带有防跳功能，而按照“反措”规定，防跳回路只应投用一套。因此，停用一套防跳回路即可。根据保护防跳接线分析，停用保护装置的防跳功能后存在其他的隐患、操作为微机监控系统操作（合闸脉冲时间短）且现在不允许就地操作，综合考虑后取消断路器本体的防跳回路，如图4：
当断路器合闸后，断路器辅助常开接点闭合，分闸监视经24—B—K4—3、4（43、44）—L-完成监视功能。当跳闸线圈K4的1、2或断路器辅助接点3、4和43、44或并接点38等处断线后，分闸监视回路无法导通，指示灯不能点亮，发出告警信息，从而就达到了回路监视作用。
本方案存在的问题：由于保护装置内的防跳只有在保护动作后才启动，是一种电流启动，电压自保持的“串联防跳”。但当线路无故障而断路器由于其他原因未合上，且合闸脉冲未及时解除时，断路器会发生跳跃（机率较小）；在检修就地试验时由于无本体防跳，如操作不当也可能引起断路器跳跃。
2.2.3 改进方案3
为防止断路器就地操作时无防跳装置对断路器造成危害，可将保护装置防跳和断路器本体防跳控制引入远方、就地转换开关，使转换开关在远方位置时接通保护防跳回路，在就地位置时接通本体防跳回路。这样就可以通过切换转换开关方便的投入所需的防跳回路了，如图5；也可在断路器控制箱内安装一个控制开关控制2、2*及A、A*的通断来达到断路器本体防跳回路的投切，检修需就地操作时将控制开关合上，投入本体防跳，此开关仅检修时合上，其余时间均为断开状态，如图6。
以上三个改进方案比较：方案一需接入断路器辅助接点，对接点的转换时机要求较大，且两套防跳装置均投入，不满足“反措”规定。方案三图5的保护面比较全，但现用的转换开关接点不够，需更换转换开关，每个开关还需敷设近500米的电缆，需停电的时间长，且微机保护要退出防跳回路非常麻烦；图6如检修后未分开控制开关就等于没有改造。方案二有点小缺陷，检修试验可通过远方操作预防，且所需停电时间短。经全面衡量，按方案二进行整改。
3.控制箱内存在的其他问题及改进方法
3.1控制箱内存在的其他问题
在整改寄生回路前再一次到现场核实控制箱内接线与图纸是否相符时，发现控制箱内还存在以下几个问题：
3.1.1 开关控制箱内接线较为杂乱，影响控制箱内的美观，不易清理接线；电缆绑扎不规范，封堵时可能造成封堵不严，不能达到防小动物和防潮等目的；四个开关的接线均有差异，而该类控制箱是统一的一套图纸，在故障处理时容易引发其他故障甚至事故。
3.1.2 未按要求供给交、直流电源，只供了直流电源。检查时发现控制箱柜体及部分构件有轻微锈蚀，检查加热器未工作，查加热器电源发现控制箱内未引入交流电源。
3.1.3 直流回路中接入交流空气开关，当直流回路有故障时交流空气开关不能可靠跳闸；直流供电为环网供电方式，均不满足反事故措施要求。
3.2 改进方法
3.2.1 规范控制箱内接线，按要求绑扎电缆，完善控制箱封堵；按图纸对控制箱接线进行整理，使每台开关控制箱接线一致。
3.2.2 按设计要求加入交流电源，检查加热器控制及其他交流回路，确保所有交流回路能安全可靠工作。
3.2.3 更换直流回路中的交流空气开关为符合逐级配合原则要求的直流空开；解开直流环网电缆两端并妥善包扎，不收回电缆（110kV场地只有两回直流供电，其中一回故障时可用该电缆迅速恢复供电）。
以上控制箱内的改造与消除寄生回路改造可一同进行。
结束语：
110kV断路器的安全可靠运行关系该厂电力的输出安全和该县电网的安全运行，必须有可靠保障。该发电厂组织技术人员对该方案进行了分析研究，认为方案可行。并于当年的年检预试中按照本文提出的改进方案二进行了改造，并将控制箱内存在的其他问题一并进行了处理。通过近4年的运行，改造后的断路器未发生过同类故障，提高了断路器运行的可靠性和安全性。设备锈蚀经处理后未再发生，保证了控制箱的运行环境。
参考文献：
[1]孙方汉.变电所运行调试及故障处理[M].辽宁:辽宁科学技术出版社，2002
[2]国家电力调度通信中心编.电力系统继电保护典型故障分析.北京.中国电力出版社.2001年
[3]王轶成 断路器控制回路常见故障快速查找方法.2009年
论文作者:包华
论文发表刊物:《电力设备》2016年第19期
论文发表时间:2016/12/8
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