2023年《安全管理》之220kV线路微机保护和断路器的接点配合问题.docx

220kV线路微机保护和断路器的接点配合问题 　电力系统中，断路器与保护装置分属一次和二次设备，一般由不同的厂家设计、制造，而在实际运行中两者却又必须紧密联系、配合得当才能发挥各自的作用。这就有一个如何合理配合的问题。下面笔者对两者的接点配合问题做一些分析。 　　 　　1防跳回路 　　 　　图1是西门子断路器操作回路局部原理图，其断路器防跳原理为：当存在合闸脉冲时，合闸脉冲在合闸瞬间经断路器辅助接点启动防跳继电器，防跳继电器启动合闸总闭锁中间继电器K12断开合闸回路，同时通过其自保持接点接通回路实现自保持。 　　 　　K7—防跳继电器；K12—合闸总闭锁继电器； 　　 　　HQ—合闸线圈；DL—断路器辅助接点。 　　 　　图1西门子断路器操作回路防跳原理 　　 　　图2是WXB-11(C)控制回路局部原理图，其保护防跳原理为一旦合闸回路有接点粘死，始终存在合闸脉冲的话，那么当分闸时，分闸回路电流启动防跳继电器，合闸回路常闭接点断开合闸回路，合闸回路常开接点闭合接通自保持回路，使防跳继电器电压线圈得电自保持，起到闭锁断路器再次恶性合闸的防跳作用。 　　 　　经过上面分析，可见两者的实现原理是不同 　　 　　的。保护防跳的设计原那么是跳闸回路利用跳闸瞬间电流启动，合闸回路实现防跳的自保持；而断路器防跳的设计原那么是合闸脉冲启动，合闸回路实现防跳自保持，所以两者不能同时使用，以免造成逻辑混乱。在现场实际中，公司生运部的意见主要是2点：(1)进口或合资断路器采用断路器本身的防跳，国产断路器采用保护防跳；(2)就地操作回路采用断路器防跳，远方操作回路采用保护防跳。下面分别就这2点结合现场具体事例进行一下分析。 　　 　　图2WXB-11(C)控制回路防跳原理 　　 　　(1)因为保护装置一般都考虑了防跳功能，一 　　 　　旦采用断路器本身的防跳，就牵涉到一个如何取消保护防跳的问题。根据继电保护人员在现场多台断路器与保护的调试经验，以及与厂家技术人员的屡次探讨后，特别是经过现场设备的长期运行考验后，认为保护防跳的正确取消方案应该仅短接合闸回路常闭接点，而保存跳闸回路防跳继电器电流线圈以及其重动接点。原因在于当跳闸脉冲接通防跳继电器电流线圈时，其重动接点闭合，此时跳闸脉冲消失，跳闸接点翻开，如果没有此重动接点，那么当保护跳闸接点先于断路器辅助接点返回时，保护跳闸接点或手跳继电器接点必须承担断开跳闸回路电流灭弧的任务，极易烧坏保护跳闸接点，而有了此防跳继电器重动接点，就可以起到保持跳闸回路沟通，当断路器确实处于分闸位置时，由断路器辅助接点断开跳闸回路，承担灭弧任务，也同时保护了保护的跳闸接点。 　　 　　(2)220kV断路器一般都具备就地和远方之间的投切功能，通过断路器汇控柜上的切换把手在两者之间进行转换。笔者在某变电站进行二次局部验收防跳功能时，当把手切在就地位置，实验均获成功；当把手切在远方位置时，反复实验均不成功。问题出在哪里？图3为该变电站二次局部回路。经过认真分析，问题就在于当把手切在就地位置时，断开了与保护之间7和37的跳、合闸回路，也就同时断开了保护防跳回路，仅使用开关防跳功能，所以实验均获成功；当把手切在远方位置时，因为原设计方案中无图3虚框局部，此时保护防跳、开关防跳回路同时投入使用，反而不能发挥防跳功能。经过现场反复讨论与实践，解决的方法就是在图3虚框处串接就地/远方把手的切换接点，这样在把手切在远方时，通过此接点断开了开关防跳回路，仅保存保护防跳。经此改进，确保了断路器无论是在远方还是就地位置，都有且仅有一套防跳回路投入使用，并遵循就地采用断路器防跳，远方采用保护防跳的原那么。该变电站保护选用南自厂PSL600系列，断路器选用中日合资的东芝平高产品，但对于其余型号的保护、断路器配置同样具有参考意义。 　　 　　TBJ—防跳继电器；DL—断路器辅助接点； 　　 　　K1—断路器就地/远方切换把手。 　　 　　图3某变电站二次局部防跳回路 　　 　　改线过程中有2点需要注意： 　　 　　(1)220kV断路器为分相操动机构，改线时假设富裕接点不够3付，应考虑如何仅增加1付接点同时控制三相，这一点在图纸上画起来简单，但在实施过程中可能并不容易，一定要根据现场实际接线情况，因地制宜进行处理； 　　 　　(2)改线结束后，必须进行整组传动实验，不能以开关就地防跳的完善证明整个防跳回路的逻辑完善，此实验应反复数次，既考验整组逻辑，也考验回路中的各接点容量。 　　 　　2跳闸位置监视回路 　　 　　除了解除保护防跳功能以外，图2中厂方原始设计跳位继电器9与合闸接点7是并接至断路器合闸回路的，其设计思想是用跳位继电器监视合闸回路是否准备完好。但由于其断路器内部自控装置的复杂性，必须将9与7断开，串接入断路器跳位辅助接点和断路器防跳常闭接点，原因如下： 　　 　　(1)当断路器在合闸位置时，如果跳闸位置继 　　 　　电器线圈电阻以及线圈附加电阻与断路器防跳继电器的线圈电阻不匹配，防跳继电器线圈的分压满足其自保持电压的话，将会使防跳继电器在合闸位置一直错误地自保持动作,而且此时跳位继电器也是得电的，从而使断路器在正常的合闸位置出现保护装置合位继电器与跳位继电器同时得电，防跳继电器始终在自保持动作状态的错误现象。串接入断路器辅助接点以后，在断路器处于合闸位置时，其常闭辅助接点翻开，断开跳位继电器与防跳继电器的连通回路，消除了这一现象。 　　 　　(2)对传统的常规监控方式变电站来说，从值 　　 　　班运行人员的角度而言，其判断设备运行情况的主要观察依据之一为控制室的各种光字牌、信号灯。当断路器合闸回路有接点粘死现象，防跳继电器动作启动合闸总闭锁继电器断开合闸回路，此时设备已经处于非健康运行状态。但是我们分析图1，在不接入防跳继电器常闭接点的情况下，跳闸位置信号9至负电的回路依然沟通，分闸位置信号灯将得电，光字牌也不会有异常信号发出。如果此时运行人员进行手合断路器的操作，将是无法成功的，因为防跳继电器已经动作，合闸回路已断开。为了解决这一问题，串接入防跳继电器常闭接点，这样在防跳继电器动作时，其常闭接点断开跳闸位置信号9的回路，分闸位置信号灯将失电，控制室有控制回路断线信号发出，同时红绿信号灯也将熄灭，便于运行人员及时发现设备问题。 　　 　　对新建的综合自动化变电站来说，由于取消了控制屏，不再采用传统的光字牌、信号灯，而是采用后台集中监控的方式，如果防跳继电器动作，那么断路器处于分闸位置，同时断开合闸回路，同样也有“控制回路断线〞的信号传至后台提醒值班运行人员注意。对于传统常规监控变电站来说，信号数量往往受到光字牌数目的限制而有所取舍，但对于综合自动化变电站来说，完全可以大幅增加后台信息量，所以建议厂家可以在设计时增加防跳动作的空接点，这样在设计综合自动化变电站时，如果信号接点有富裕，可以单独发一“防跳动作〞信号传至后台，即时准确地提醒运行值班人员，从而提高电网平安运行水平。 　　 　　3结束语 　　 　　随着国产微机保护与进口SF6断路器在南京地区乃至整个江苏电网220kV系统中的广泛应用，两者之间接口配置的合理性问题日显突出，尤其是在断路器自身智能化程度不断提高的根底上，过去由保护装置完善的一些功能如防跳等，已逐渐被断路器自身自动化系统所取代，这也是今后的主流开展方向。因此对继电保护人员来说，掌握开关自身自动化系统的原理与接线，对如何合理处理保护与开关的接口配合，保证电力系统的平安可靠运行有着重要的意义。