耿克強(qiáng)，由 建

(石家莊供電公司，石家莊 050051)

在220 kV及以上電壓等級(jí)的電網(wǎng)中，普遍采用分相操作斷路器。由于設(shè)備質(zhì)量、操作不規(guī)范等原因，運(yùn)行中可能出現(xiàn)三相斷路器動(dòng)作不一致的異常狀態(tài)，即非全相運(yùn)行狀態(tài)。當(dāng)系統(tǒng)處于非全相運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，系統(tǒng)中出現(xiàn)的負(fù)序、零序等分量對(duì)電氣設(shè)備會(huì)造成一定損害，因此必須裝設(shè)斷路器非全相保護(hù)。以下針對(duì)某變電站247斷路器內(nèi)非全相保護(hù)動(dòng)作引起的多次跳合現(xiàn)象進(jìn)行分析。

1 非全相保護(hù)動(dòng)作情況

1.1 動(dòng)作過(guò)程

某變電站247斷路器送電時(shí)，當(dāng)投入247斷路器二次控制回路直流保險(xiǎn)后，發(fā)現(xiàn)三相斷路器位置指示信號(hào)為U相紅燈閃爍、V相和W相綠燈平光，“非全相保護(hù)動(dòng)作”光字牌點(diǎn)亮。當(dāng)斷開(kāi)247斷路器，上述異常現(xiàn)象無(wú)法消除，此后“控制回路斷線”、“彈簧未儲(chǔ)能”光字牌點(diǎn)亮。當(dāng)斷開(kāi)247斷路器二次控制回路直流保險(xiǎn)和信號(hào)隔離開(kāi)關(guān)，現(xiàn)場(chǎng)檢查發(fā)現(xiàn)247斷路器三相位置均在分位，U相斷路器彈簧未儲(chǔ)能，機(jī)構(gòu)箱冒煙，機(jī)構(gòu)內(nèi)電機(jī)燒毀。

1.2 非全相保護(hù)和操作箱防跳躍回路分析

247斷路器非全相保護(hù)為斷路器內(nèi)非全相保護(hù)，其保護(hù)動(dòng)作出口觸點(diǎn)直接作用于跳閘回路，不存在啟動(dòng)失靈的問(wèn)題[1-2]，與系統(tǒng)要求的“線路保護(hù)的非全相保護(hù)動(dòng)作后，不啟動(dòng)失靈保護(hù)”相符[3]。斷路器的本體非全相保護(hù)原理示意，見(jiàn)圖1。

-SA01(U、V、W)—斷路器輔助觸點(diǎn)；-KT07-非全相時(shí)間繼電器；-KM12-跳閘中間繼電器；-Y2U-斷路器跳閘繞組

當(dāng)斷路器處于非全相運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，斷路器常開(kāi)、常閉輔助觸點(diǎn)-SA01(U、V、W)通過(guò)串、并聯(lián)組合，導(dǎo)通啟動(dòng)回路，啟動(dòng)非全相時(shí)間繼電器-KT07。當(dāng)斷路器非全相保護(hù)延時(shí)結(jié)束，繼電器-KT07常開(kāi)觸點(diǎn)(15-18)閉合，啟動(dòng)跳閘中間繼電器-KM12，發(fā)出三相跳閘命令，跳開(kāi)處于非全相狀態(tài)的斷路器。同時(shí)，另外一對(duì)常開(kāi)觸點(diǎn)(25-28)閉合，并向中央信號(hào)系統(tǒng)發(fā)斷路器“非全相保護(hù)動(dòng)作”信號(hào)。

在操作箱內(nèi)，通過(guò)防跳躍繼電器實(shí)現(xiàn)防跳躍功能。以U相第1組防跳躍回路為例(見(jiàn)圖2)，由串聯(lián)在跳閘回路的防跳躍繼電器1KLJu電流繞組啟動(dòng)防跳躍功能，1KLJu2閉合，在合閘命令KSHJ1觸點(diǎn)閉合的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)1KLJu電壓繞組保持，1KLJu3和1KLJu4常閉觸點(diǎn)打開(kāi)，斷開(kāi)合閘回路，此時(shí)即使合閘命令不消失，斷路器也不會(huì)再次合閘，從而將斷路器閉鎖到跳閘位置。同時(shí)，防跳躍繼電器起到保持跳閘狀態(tài)的作用，保證斷路器可靠跳閘。

圖2 U相第1組防跳躍回路原理示意

從以上非全相保護(hù)和防跳躍回路分析，斷路器機(jī)構(gòu)內(nèi)非全相動(dòng)作后直接作用于跳閘繞組，并不能啟動(dòng)防跳躍繼電器1KLJu。

2 非全相保護(hù)動(dòng)作異常原因分析

該變電站投入247斷路器二次控制回路直流保險(xiǎn)時(shí)，U相斷路器發(fā)生非預(yù)期合閘，造成U相斷路器位置指示信號(hào)為紅燈閃爍，U相斷路器在合位，V相和W相斷路器在分位，非全相保護(hù)動(dòng)作，跳開(kāi)U相斷路器。由于非全相保護(hù)動(dòng)作不能啟動(dòng)防跳躍回路，合閘脈沖并沒(méi)有解除，U相斷路器發(fā)生非預(yù)期合閘，非全相保護(hù)動(dòng)作再次跳開(kāi)U相斷路器，斷路器重復(fù)出現(xiàn)跳躍。

用操作把手拉開(kāi)247斷路器，異常現(xiàn)象無(wú)法消除，是由于操作把手在復(fù)歸手動(dòng)合閘繼電器KSHJ1時(shí)失效，合閘脈沖并沒(méi)有解除。由于“彈簧未儲(chǔ)能”觸點(diǎn)串聯(lián)在合閘回路中，儲(chǔ)能彈簧完成一次儲(chǔ)能就接通一次合閘回路。電機(jī)在斷路器跳躍過(guò)程中，間斷為彈簧儲(chǔ)能。由于電機(jī)為短時(shí)通電設(shè)計(jì)，在反復(fù)為儲(chǔ)能彈簧儲(chǔ)能過(guò)程中，通電運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，導(dǎo)致電機(jī)繞組發(fā)熱，燒毀，使電機(jī)無(wú)法給彈簧儲(chǔ)能，“彈簧未儲(chǔ)能”觸點(diǎn)將合閘回路斷開(kāi)，中央信號(hào)回路發(fā)出“控制回路斷線”信號(hào)和“彈簧未儲(chǔ)能”信號(hào)。此時(shí)在合閘脈沖存在的情況下，由“彈簧未儲(chǔ)能”觸點(diǎn)斷開(kāi)合閘回路，斷路器即停止跳躍。

以上情況是由于手合繼電器K1SHJ1觸點(diǎn)處于粘連狀態(tài)時(shí)，合閘脈沖不能消失，一直啟動(dòng)合閘，當(dāng)U相閉合，達(dá)到非全相動(dòng)作時(shí)間后，又引起U相跳閘，造成U相多次跳合。

3 非全相保護(hù)的改進(jìn)

a. 將非全相繼電器觸點(diǎn)引到1KLJu前，即圖2中c點(diǎn)和101之間，使-KT07觸點(diǎn)閉合后，能夠啟動(dòng)1KLJu繼電器，從而斷開(kāi)合閘回路。

b. 使-KT07觸點(diǎn)與1KLJu、2KLJu觸點(diǎn)并聯(lián)，即并接于圖2中a、b 2點(diǎn)，啟動(dòng)防跳躍的自保持繼電器。

c. 采用操作箱內(nèi)由非全相觸點(diǎn)代替-KT07，并接于圖2中a、b 2點(diǎn)，斷路器機(jī)構(gòu)內(nèi)非全相跳閘，操作箱內(nèi)非全相觸點(diǎn)啟動(dòng)防跳躍繼電器電壓繞組，避免了b方法中控制電纜在斷路器機(jī)構(gòu)與操作箱之間的相互聯(lián)系，見(jiàn)圖3。

圖3 操作箱非全相觸點(diǎn)啟動(dòng)第1組防跳躍原理示意

d. 采用斷路器機(jī)構(gòu)防跳躍回路。文獻(xiàn)[4]給出操作箱防跳躍回路與斷路器機(jī)構(gòu)內(nèi)防跳躍回路的關(guān)系，使非全相保護(hù)和防跳躍回路完全下放到機(jī)構(gòu)內(nèi)。

4 結(jié)束語(yǔ)

非全相保護(hù)雖然不是電力系統(tǒng)的主保護(hù)，但其在運(yùn)行中的作用不容忽視[5]。由于非全相保護(hù)直接作用于跳閘繞組，動(dòng)作后并不能啟動(dòng)防跳躍繼電器，因此在合閘脈沖存在的情況下，會(huì)導(dǎo)致斷路器異常，這是繼電保護(hù)設(shè)計(jì)中的缺陷，因此應(yīng)加強(qiáng)對(duì)斷路器非全相保護(hù)的驗(yàn)收管理及運(yùn)行維護(hù)，開(kāi)展針對(duì)性專項(xiàng)檢查、整改。

參考文獻(xiàn)：

[1] 甘景福.斷路器本體非全相保護(hù)技木[J].中低壓電器技術(shù),2006(8):84-85.

[2] 常鳳然,張 洪.高壓斷路器的非全相保護(hù)[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化，2000(11):62-64.

[3] 張志華,馮辰虎.220kV斷路器操作箱與斷路器二次回路的配合[J].華北電力技術(shù)，2006(11):48-50.

[4] 李彰彥,沈政烈.斷路器本體防跳與微機(jī)保護(hù)裝置中防跳回路關(guān)系的分析[J].電工技術(shù),2006(10):6-7.

[5] 趙曼勇.線路非全相運(yùn)行時(shí)保護(hù)問(wèn)題探討[J].繼電器,2003,31(07):81-83.