引言
電力系統(tǒng)改造工程中一次設(shè)備和二次回路不協(xié)調(diào),在運(yùn)行中暴露出斷路器控制與繼電保護(hù)重合閘配合的問(wèn)題:線路發(fā)生故障,斷路器經(jīng)過(guò)一次“分—合分”的循環(huán)之后,發(fā)生非預(yù)期再合閘;在綜自站的斷路器檢修期間,停、投控制直流電源時(shí),發(fā)生斷路器意外合閘等;繼電保護(hù)操作箱與斷路器機(jī)構(gòu)箱防跳回路配合不當(dāng)造成線路長(zhǎng)久性故障,斷路器跳開(kāi)后合閘回路被斷開(kāi)的現(xiàn)象等。這些問(wèn)題分別影響了現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)分析工作、延誤系統(tǒng)恢復(fù)時(shí)間,對(duì)斷路器設(shè)備的安全和電網(wǎng)的穩(wěn)定構(gòu)成了威脅,須采取防范措施,加以解決。
1、斷路器操動(dòng)機(jī)構(gòu)“壓力低”與斷路器重合閘的配合
斷路器操動(dòng)機(jī)構(gòu)壓力低閉鎖重合閘的接點(diǎn)經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換后,作用于相應(yīng)的重合閘裝置。該回路對(duì)于保護(hù)斷路器、避免多次重合是必需的,也是有效的。但由于近幾年來(lái)斷路器本體控制回路不斷完善,該回路的重要性卻常常被人們所忽視。有錯(cuò)誤觀點(diǎn)認(rèn)為:斷路器合閘回路已串有壓力低閉鎖合閘的接點(diǎn),就不需要再將“壓力低壓閉鎖重合閘”接點(diǎn)接入保護(hù)裝置,因此而帶來(lái)了一些問(wèn)題。
1 . 1 “ 壓 力 低 閉 鎖 重 合 閘 ” 回 路 缺 失 帶 來(lái) 的 問(wèn) 題
1 )斷路器運(yùn)行中操動(dòng)機(jī)構(gòu)實(shí)際壓力因故低于“重合閘閉鎖”的壓力,此時(shí)線路發(fā)生故障,“分—合分”的重合閘循環(huán)可能損壞斷路器,甚至導(dǎo)致斷路器爆炸。
2)斷路器傳動(dòng)試驗(yàn)或者運(yùn)行中線路發(fā)生故障時(shí),斷路器完成一個(gè)“分—合分”的操作循環(huán)后,操動(dòng)機(jī)構(gòu)壓力如果低于“合閘閉鎖”或“操作閉鎖”值,斷路器本體控制回路將斷開(kāi)合閘回路或分、合閘回路,結(jié)果是:雖然斷路器在分閘位置,但操作箱跳閘位置繼電器TWJ因合閘回路被斷開(kāi)而不能動(dòng)作,重合閘裝置具備了“充電”條件。只要操動(dòng)機(jī)構(gòu)啟動(dòng)打壓、壓力恢復(fù)至“合閘閉鎖解除”或“操作閉鎖解除”所需的時(shí)間長(zhǎng)于重合閘裝置“充電”時(shí)間(一般為15s),則重合閘裝置即可以“充滿(mǎn)電”。待操動(dòng)機(jī)構(gòu)壓力恢復(fù)、合閘回路接通時(shí),TWJ動(dòng)作啟動(dòng)重合閘,經(jīng)過(guò)重合閘延時(shí)后就會(huì)發(fā)出合閘命令,控制斷路器再次合閘。
顯然,上述情形的斷路器再次合閘行為是非預(yù)期的,將給斷路器傳動(dòng)試驗(yàn)帶來(lái)不必要的混亂;而在線路發(fā)生長(zhǎng)久性故障的情況下,重合閘和線路保護(hù)交替動(dòng)作,則會(huì)造成斷路器循環(huán)合、跳的現(xiàn)象,是極其危險(xiǎn)的。
1 . 2 斷 路 器 與 繼 電 保 護(hù) 控 制 回 路 整 改 原 則
1.2.1 線路斷路器“壓力低閉鎖重合閘”回路
1 ) 線路斷路器應(yīng)提供操動(dòng)機(jī)構(gòu)“壓力低閉鎖重合閘”觸點(diǎn)?！昂祥l閉鎖”斷開(kāi)合閘回路,或者“操作閉鎖”斷開(kāi)合、分閘回路的作用均不能代替“壓力低閉鎖重合閘”的作用。
2)斷路器操動(dòng)機(jī)構(gòu)“壓力低閉鎖重合閘”的觸點(diǎn)應(yīng)經(jīng)操作箱轉(zhuǎn)換后接至對(duì)應(yīng)斷路器重合閘裝置的“機(jī)構(gòu)壓力低”端子。
3)雙母線接線斷路器隨線路保護(hù)而雙重化配置的重合閘,“壓力低閉鎖重合閘”回路應(yīng)分別接入。
4)操作箱內(nèi)壓力觸點(diǎn)轉(zhuǎn)換繼電器應(yīng)具有延時(shí)特性,或者重合閘裝置本身應(yīng)具備對(duì)“機(jī)構(gòu)壓力低”延時(shí)確認(rèn)的功能,以保證斷路器偷跳時(shí)能夠可靠重合。
5)操作箱內(nèi)的“壓力低閉鎖重合觸點(diǎn)”轉(zhuǎn)換繼電器宜以常閉型觸點(diǎn)的方式接入重合閘的回路。
6 ) 對(duì)于分相操作斷路器, 分相操動(dòng)機(jī)構(gòu)壓力低閉鎖重合閘采用“或門(mén)”邏輯,即任一相操動(dòng)機(jī)構(gòu)壓力低均閉鎖重合閘。
7)線路間隔斷路器液壓、氣動(dòng)操動(dòng)機(jī)構(gòu)的“壓力低閉鎖重合閘”觸點(diǎn)應(yīng)閉鎖相應(yīng)的重合閘裝置。無(wú)此觸點(diǎn)的可以采用“壓力低閉鎖合閘”觸點(diǎn)代替;斷路器操動(dòng)機(jī)構(gòu)與繼電保護(hù)控制回路的協(xié)調(diào)與配合彈簧操動(dòng)機(jī)構(gòu)的可采用“彈簧未儲(chǔ)能”觸點(diǎn)代替。
1.2.2 重合閘裝置不能區(qū)分?jǐn)嗦菲鲉?、三相跳閘的處理線路間隔分相操作斷路器的重合閘裝置如不能可靠區(qū)分?jǐn)嗦菲鲉?、三相跳閘,為防止“單重”方式下斷路器三相跳閘后誤重合,應(yīng)將“單重”方式把手觸點(diǎn)與三相跳閘位置觸點(diǎn)串聯(lián)后接至閉鎖重合閘的回路。
1.2.3 SF6斷路器的SF6氣體壓力的閉鎖方式
SF6斷路器的SF6氣體壓力低應(yīng)接入閉鎖合、分閘的回路,但不接入閉鎖重合閘的回路?？紤]到SF6氣體壓力低該種缺陷的不可自愈性,基于簡(jiǎn)化二次回路的原則,并計(jì)及分相閉鎖合、分閘回路時(shí)SF6氣體壓力低閉鎖重合閘帶來(lái)的上述負(fù)面影響,SF6氣體壓力低不接入閉鎖重合閘的回路。
1.2.4 斷路器控制回路閉鎖方式的實(shí)現(xiàn)
基于簡(jiǎn)化二次回路、提高可靠性的考慮,斷路器操動(dòng)機(jī)構(gòu)壓力低和SF6斷路器的SF6氣體壓力低閉鎖的合、分閘回路,優(yōu)先采用斷路器機(jī)構(gòu)箱內(nèi)就地閉鎖的方式。
2、保護(hù)操作箱與斷路器操動(dòng)機(jī)構(gòu)“防跳”功能的協(xié)調(diào)工作
2 . 1 操 作 箱 防 跳 和 機(jī) 構(gòu) 箱 防 跳 特 性 的 分 析 比 較
1)操作箱防跳由跳閘控制回路啟動(dòng),其防跳繼電器的動(dòng)作時(shí)間應(yīng)小于斷路器跳閘線圈勵(lì)磁到斷路器跳開(kāi),其常閉輔助觸點(diǎn)接通(具備合閘條件)的時(shí)間。操作箱內(nèi)防跳繼電器還兼有跳閘保持的作用。機(jī)構(gòu)內(nèi)斷路器常開(kāi)輔助觸點(diǎn)啟動(dòng),其動(dòng)作時(shí)間應(yīng)小于斷路器合閘過(guò)程中該常開(kāi)輔助觸點(diǎn)閉合至斷路器隨即跳閘、常閉輔助觸點(diǎn)接通(具備合閘條件)的時(shí)間。機(jī)構(gòu)箱內(nèi)防跳繼電器的動(dòng)作時(shí)間配合裕度相對(duì)較大。
2)操作箱內(nèi)防跳繼電器由于不便于引用機(jī)構(gòu)箱內(nèi)斷路器輔助觸點(diǎn)而采用跳閘回路啟動(dòng),合閘回路保持的方式,有的為同一繼電器電流線圈啟動(dòng)、電壓線圈保持的方式,2組線圈極性需要配合。機(jī)構(gòu)內(nèi)的防跳繼電器用斷路器常開(kāi)輔助觸點(diǎn)啟動(dòng),防跳繼電器為單線圈、自保持方式,不存在極性問(wèn)題。
2 . 2 使用中存在的主要問(wèn)題
繼電保護(hù)操作箱的TWJ線圈回路與機(jī)構(gòu)箱中防跳繼電器線圈構(gòu)成的串聯(lián)回路造成合令收回后機(jī)構(gòu)內(nèi)防跳繼電器不返回,合閘回路一直被斷開(kāi),只有人為斷開(kāi)斷路器控制直流電源后才能將跳閘回路接通。由于如上原因,在運(yùn)行中曾出現(xiàn)線路長(zhǎng)久性故障重合不成功,再手合斷路器而拒合的現(xiàn)象,延誤了系統(tǒng)恢復(fù)的時(shí)間。在圖1中,斷路器機(jī)構(gòu)箱中的防跳繼電器52Y與操作箱內(nèi)TWJ回路串聯(lián)分壓后的電壓超過(guò)了防跳繼電器52Y的返回電壓,合閘命令撤銷(xiāo)后,防跳繼電器52Y依然不返回,從而斷開(kāi)了合閘回路。此時(shí),只有通過(guò)人為斷開(kāi)斷路器控制電源,合閘回路才恢復(fù)接通。
2 . 3 防跳功能的解決方案
2.3.1 僅使用操作箱內(nèi)的防跳功能
采用操作箱TBJ防跳功能,取消機(jī)構(gòu)箱內(nèi)防跳功能。需要將機(jī)構(gòu)箱內(nèi)合閘回路控制回路中的防跳繼電器常閉接點(diǎn)短接,使得合閘回路不受機(jī)構(gòu)箱內(nèi)防跳繼電器的控制。此外,由于操作箱中TWJ與機(jī)構(gòu)箱內(nèi)防跳繼電器線圈回路串聯(lián)保持,除造成機(jī)構(gòu)箱內(nèi)防跳繼電器不返回外,還可能造成操作箱內(nèi)TWJ動(dòng)作后不返回,進(jìn)而影響保護(hù)裝置和重合閘的邏輯。因此,還需要將機(jī)構(gòu)箱內(nèi)防跳繼電器線圈回路斷開(kāi)或?qū)⒎捞^電器拆除。
2.3.2 僅使用機(jī)構(gòu)箱的防跳功能
采用機(jī)構(gòu)箱內(nèi)TBJ防跳功能,取消操作箱52Y防跳功能。在操作箱內(nèi)將合閘控制回路中TBJ防跳繼電器的常閉接點(diǎn)兩端通過(guò)引出端子短接。為解決在TWJ回路與機(jī)構(gòu)內(nèi)防跳繼電器不返回的問(wèn)題,應(yīng)在TWJ繼電器線圈回路串入防跳繼電器的常閉接點(diǎn)。
2.3.3 同時(shí)使用操作箱和機(jī)構(gòu)箱的防跳功能
為使得機(jī)構(gòu)箱內(nèi)防跳繼電器能夠正確返回,同時(shí)保留操作箱內(nèi)TWJ的功能,可采取如下措施之一:方案1):在TWJ回路中串入防跳繼電器的常閉觸點(diǎn)。方案2):將TWJ回路單獨(dú)摘出,直接接至斷路器機(jī)構(gòu)箱內(nèi)常閉輔助觸點(diǎn)。
2.3.4 防跳方案的比較分析
方案2.3.1僅需要在機(jī)構(gòu)箱內(nèi)改線。方案2.3.2在操作箱加設(shè)短接線、同時(shí)將機(jī)構(gòu)箱內(nèi)觸點(diǎn)引至操作箱。方案2.3.31)需要將機(jī)構(gòu)箱內(nèi)觸點(diǎn)引至操作箱;2.3.32)則變更操作箱TWJ回路接線,并增加其至機(jī)構(gòu)箱的二次線。從減少對(duì)典型二次線改造的角度看,應(yīng)首先推薦方案2.3.1。如果考慮進(jìn)一步提高防跳功能的冗余度,可采用方案2.3.3。從合閘控制回路的整體分析看,經(jīng)過(guò)雙重接點(diǎn)的防跳功能對(duì)合閘回路可靠性的影響幾乎可以不計(jì)。如采用雙操作箱,因兩操作箱相互獨(dú)立,不能實(shí)現(xiàn)箱一跳/合閘與箱二合/跳閘交叉閉鎖,機(jī)構(gòu)箱內(nèi)的防跳功能必須保留,只能選用方案2.3.2或方案2.3.3。
3、線路保護(hù)帶斷路器傳動(dòng)試驗(yàn)中保護(hù)出口與斷路器動(dòng)作的時(shí)序配合
現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行線路保護(hù)帶斷路器傳動(dòng)試驗(yàn)中,通常采用如下方法:將測(cè)試儀輸出交流量接入保護(hù)裝置,保護(hù)裝置備用跳閘觸點(diǎn)、合閘觸點(diǎn)反饋至測(cè)試儀。?，F(xiàn)如下問(wèn)題:單重方式下,模擬單相長(zhǎng)久性故障時(shí),*終結(jié)果故障相斷路器還在合位、其余兩相在跳位;三重方式下,結(jié)果三相斷路器*終在合位。原因如下:
**次故障,保護(hù)發(fā)跳閘令跳開(kāi)斷路器,測(cè)試儀輸出的故障量被保護(hù)跳令撤銷(xiāo);裝置重合令一發(fā)出,控制試驗(yàn)儀即輸出**次故障量,保護(hù)發(fā)**跳令,在此期間,跳開(kāi)相的斷路器尚未重合到位、輔助觸點(diǎn)未完成轉(zhuǎn)換,跳閘回路不通,而在跳開(kāi)斷路器重合到位之前,試驗(yàn)儀輸出的**次故障量又被保護(hù)**跳令控制撤銷(xiāo),保護(hù)跳閘令因故障量消失而返回,導(dǎo)致故障相斷路器*后在非預(yù)期的合閘狀態(tài)。而在實(shí)際運(yùn)行中,斷路器重合后到位,才可能再故障,斷路器跳開(kāi)后、故障才消失,保護(hù)跳閘令才返回。針對(duì)上述問(wèn)題,可采取如下改進(jìn)措施:
1)在試驗(yàn)儀內(nèi)模擬斷路器合閘時(shí)間,保護(hù)重合令反饋后到測(cè)試儀后,經(jīng)此延時(shí)再輸出故障量。
2)采用三相合閘位置繼電器常開(kāi)接點(diǎn)串聯(lián)后,再與重合閘觸點(diǎn)串接控制測(cè)試儀輸出長(zhǎng)久性故障量。
3)試驗(yàn)中在跳令發(fā)出之后、重合令發(fā)出之前,人工斷開(kāi)備用跳閘出口至試驗(yàn)儀器的連接。
4、結(jié)論
1)為了保護(hù)斷路器、防止斷路器非預(yù)期重合,線路間隔斷路器操動(dòng)機(jī)構(gòu)壓力低閉鎖重合閘回路是必需的,不能由其它閉鎖回路代替。
2)線路間隔斷路器操動(dòng)機(jī)構(gòu)壓力低閉鎖重合閘回路應(yīng)經(jīng)繼電保護(hù)操作箱轉(zhuǎn)換、以延時(shí)返回的常閉觸點(diǎn)的方式接入對(duì)應(yīng)重合閘裝置的“機(jī)構(gòu)壓力低”回路。
3 )斷路器防跳躍功能宜采用繼電保護(hù)操作箱內(nèi)的方式。
4)線路保護(hù)帶實(shí)際斷路器進(jìn)行傳動(dòng)試驗(yàn)方法必須考慮斷路器動(dòng)作與繼電保護(hù)跳、合閘命令的時(shí)序配合。
