何 濤，安貴元，楊劍梅，茍 霖

(國(guó)網(wǎng)甘肅省電力公司天水供電公司，甘肅 天水 741000)

0 引言

目前，110 kV變電站中廣泛使用的LW25-126/145型高壓SF6斷路器控制回路普遍存在缺陷。

為防止過(guò)熱或長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)損毀電機(jī)，該斷路器的控制回路中設(shè)計(jì)有電機(jī)保護(hù)自保持回路，當(dāng)電機(jī)保護(hù)動(dòng)作后，切斷電機(jī)電源并自保持。但是當(dāng)熱繼電器或時(shí)間繼電器返回后，因未設(shè)計(jì)復(fù)歸回路，必須斷開斷路器就地控制電源后才能解除保持。此類缺陷不能停電處理，因?yàn)閷?duì)于運(yùn)行中的斷路器，斷開就地控制電源后，跳合閘回路失電，首先會(huì)發(fā)出斷路器遙信變位信息，對(duì)調(diào)控運(yùn)行、事故處理、生產(chǎn)指標(biāo)均產(chǎn)生不良影響；更嚴(yán)重的是，如果此時(shí)保護(hù)動(dòng)作發(fā)出跳閘命令，斷路器將拒動(dòng)，引發(fā)事故擴(kuò)大，危及系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行；而且彈簧儲(chǔ)能過(guò)程中存在因彈簧斷裂傷及工作人員的危險(xiǎn)。以下主要針對(duì)此問(wèn)題進(jìn)行分析，并提出了改進(jìn)措施。

1 斷路器控制回路工作原理

該斷路器的控制回路工作原理如圖1所示。其控制回路分4部分：合閘控制回路、分閘控制回路、電器防跳回路、電機(jī)控制及保護(hù)回路。

1.1 合閘控制回路

斷路器處于分閘狀態(tài),轉(zhuǎn)換開關(guān)接點(diǎn)52b/1接通，從端子C7來(lái)的遠(yuǎn)方合閘操作信號(hào)，經(jīng)防跳繼電器觸頭52Y、磁力開關(guān)88M和輔助繼電器

49MX的常閉觸頭、63GLX低氣壓閉鎖繼電器常閉接點(diǎn)，使合閘線圈52C受電，合閘電磁鐵動(dòng)作，斷路器合閘帶動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)轉(zhuǎn)動(dòng)，52b/1切斷合閘回路，52a/1，52a/2接通分閘回路。

1.2 分閘控制回路

斷路器處于合閘狀態(tài)，轉(zhuǎn)換開關(guān)接點(diǎn)52a/1接通，從端子T9來(lái)的遠(yuǎn)方分閘操作信號(hào)，經(jīng)52a使分閘線圈52T受電，分閘電磁鐵動(dòng)作，斷路器分閘，帶動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)轉(zhuǎn)換，52a切斷分閘回路，52b接通合閘回路。

1.3 電器防跳回路

合閘信號(hào)給出后，斷路器合閘，轉(zhuǎn)換開關(guān)接點(diǎn)52a/1，52a/2接通，使得52Y防跳繼電器動(dòng)作，切斷合閘回路。若合閘信號(hào)未撤除，分閘信號(hào)又給出，則斷路器分閘，轉(zhuǎn)換開關(guān)接點(diǎn)52a/1，52a/2接通，防跳回路由52Y接點(diǎn)和R1保持，合閘回路仍不通，斷路器不能合閘。只有合閘信號(hào)撤除，52Y繼電器復(fù)位，合閘回路接通后，才能再次合閘。

1.4 電動(dòng)機(jī)控制及保護(hù)回路

斷路器合閘操作后，限位開關(guān)33hb閉合，磁力開關(guān)88M得電，接通電機(jī)電源回路，電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)對(duì)合閘彈簧儲(chǔ)能。儲(chǔ)能到位，棘輪軸上的凸輪將使限位開關(guān)33hb打開，電機(jī)停止。電機(jī)保護(hù)1為電機(jī)打壓時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，時(shí)間繼電器48T的延時(shí)閉合觸點(diǎn)閉合，49MX輔助繼電器的常閉觸點(diǎn)打開，磁力開關(guān)88M失電，電機(jī)停止。電機(jī)保護(hù)2為電機(jī)過(guò)載保護(hù)，當(dāng)電機(jī)過(guò)載時(shí)，熱繼電器49M動(dòng)作，同樣啟動(dòng)49MX輔助繼電器，其常閉觸點(diǎn)打開，磁力開關(guān)88M失電返回，電機(jī)停止。

圖1 LW25-126/145型高壓斷路器控制回路

2 存在的主要問(wèn)題

繼電器的電機(jī)保護(hù)回路存在的主要問(wèn)題是，只有保持回路，沒有復(fù)歸回路。當(dāng)儲(chǔ)能電機(jī)打壓超時(shí)或電機(jī)過(guò)熱任一保護(hù)動(dòng)作后，都會(huì)啟動(dòng)輔助繼電器49MX動(dòng)作，通過(guò)其常開觸點(diǎn)49MX13/14實(shí)現(xiàn)自保持。當(dāng)處理完電機(jī)保護(hù)回路缺陷后，由于沒有解除保持的復(fù)歸回路，電機(jī)仍無(wú)法儲(chǔ)能，只有斷開斷路器控制電源開關(guān)8D后，輔助繼電氣49MX才能解除保持，電機(jī)才能儲(chǔ)能，詳細(xì)分析如下。

(1)電機(jī)打壓超時(shí)缺陷處理后，需斷開斷路器就地控制電源，才能解除自保持，恢復(fù)儲(chǔ)能。

打壓超時(shí)動(dòng)作后，48T67/68動(dòng)作啟動(dòng)49MX，49MX動(dòng)作，然后通過(guò)49MX13/14實(shí)現(xiàn)自保持，49MX61/62常閉觸點(diǎn)斷開，電機(jī)接觸器88M失電，88M1,2/3,4接點(diǎn)斷開，切斷電機(jī)M電源，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)的保護(hù)。處理完電機(jī)回路缺陷后，還需斷開斷路器就地控制電源開關(guān)8D，輔助繼電氣49MX斷電復(fù)歸，其常開觸點(diǎn)49MX13/14返回，再次給上就地控制電源開關(guān)8D，保持解除，其常閉觸點(diǎn)49MX61/62返回，由于此時(shí)彈簧未儲(chǔ)能，33hb(C/NC)觸點(diǎn)閉合，接觸器88M動(dòng)作，電機(jī)儲(chǔ)能。

(2)熱繼電器回路缺陷處理后，需斷開斷路器就地控制電源，才能解除自保持，恢復(fù)儲(chǔ)能。

熱繼電器動(dòng)作后，49M97/98動(dòng)作啟動(dòng)49MX，49MX動(dòng)作后49MX13/14常開觸點(diǎn)閉合實(shí)現(xiàn)自保持，49MX61/62常閉觸點(diǎn)斷開，電機(jī)接觸器88M失電，88M1,2/3,4接點(diǎn)斷開，切斷電機(jī)M電源，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)的保護(hù)。熱繼電器回路缺陷處理后，還需斷開繼電電源開關(guān)8D，輔助繼電氣49MX斷電復(fù)歸，其常開觸點(diǎn)49MX13/14返回，再次給上就地控制電源開關(guān)8D，保持解除，其常閉觸點(diǎn)49MX61/62返回，接觸器88M動(dòng)作，電機(jī)儲(chǔ)能。

3 可能造成的后果

(1)運(yùn)行中的斷路器位置遙信變位，給調(diào)控值班員運(yùn)行監(jiān)控、事故處理、生產(chǎn)指標(biāo)產(chǎn)生負(fù)面影響。

從圖1看出，只有合閘回路中接入了彈簧未儲(chǔ)能的閉鎖節(jié)點(diǎn)，分閘控制回路沒有接入彈簧未儲(chǔ)能的閉鎖節(jié)點(diǎn)，其目的是當(dāng)斷路器在運(yùn)行位置，彈簧未儲(chǔ)能時(shí)，不能影響斷路器跳閘，因此其合位是正常的。但當(dāng)斷開就地控制開關(guān)8D后，斷路器合位會(huì)發(fā)生由合—分的變位，該信息會(huì)對(duì)調(diào)控值班員造成一定的影響。如果此時(shí)網(wǎng)內(nèi)又發(fā)生跳閘事故，將影響調(diào)度員對(duì)事故的分析判斷處理，同時(shí)該變位信息將直接影響到調(diào)度運(yùn)行考核指標(biāo)。

(2)在就地電源斷開的瞬間，與該斷路器相關(guān)的保護(hù)動(dòng)作發(fā)來(lái)跳閘命令，由于跳閘回路電源斷開，斷路器將拒動(dòng)，從而引起事故擴(kuò)大。

① 當(dāng)本斷路器作為主變高壓側(cè)斷路器或橋接線的進(jìn)線或母聯(lián)斷路器使用時(shí)，此時(shí)主變保護(hù)動(dòng)作斷路器拒動(dòng)，只能靠上級(jí)線路的后備保護(hù)動(dòng)作切除故障，將造成變壓器長(zhǎng)時(shí)間帶故障電流，嚴(yán)重的甚至有可能燒毀變壓器。

② 當(dāng)本斷路器作為線路斷路器使用時(shí)，此時(shí)線路故障保護(hù)動(dòng)作斷路器拒動(dòng)，將引起母線保護(hù)動(dòng)作或主變保護(hù)動(dòng)作切除故障，進(jìn)而將事故擴(kuò)大到整個(gè)變電站，最嚴(yán)重的甚至將導(dǎo)致全站失壓。

(3)存在人身傷害和誤碰跳閘的危險(xiǎn)。二次檢修人員在處理此缺陷時(shí)，斷開和合上機(jī)構(gòu)箱控制電源的過(guò)程存在以下安全隱患。

① 誤碰或誤動(dòng)跳閘。斷路器在運(yùn)行狀態(tài)，斷開和合上控制電源空開時(shí)，斷路器誤動(dòng)跳閘。工作人員誤碰斷路器脫口機(jī)構(gòu)造成斷路器誤跳閘。

② 威脅工作人員安全。當(dāng)手動(dòng)斷開控制電源再次合上控制電源空開時(shí)，49MX保持解除，接點(diǎn)返回，電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，彈簧儲(chǔ)能，如果此時(shí)彈簧斷裂，將會(huì)對(duì)工作人員安全造成威脅。

4 改進(jìn)措施

改進(jìn)方案1：只在機(jī)構(gòu)箱加裝復(fù)歸按鈕。但由于仍然需要工作人員打開機(jī)構(gòu)箱按復(fù)歸按鈕，若彈簧斷裂則會(huì)威脅工作人員安全，而誤碰跳閘的因素依然存在，故舍棄此方案。

改進(jìn)方案2：在機(jī)構(gòu)箱加裝復(fù)歸按鈕1AN(停電檢修時(shí)，供檢修人員就地使用)，同時(shí)在開關(guān)的測(cè)控裝置增加測(cè)控點(diǎn)(使用測(cè)控繼電器的常閉觸點(diǎn))作為遠(yuǎn)方復(fù)歸，在后臺(tái)機(jī)和遠(yuǎn)動(dòng)主站增加遠(yuǎn)方復(fù)歸測(cè)控點(diǎn)(與后臺(tái)機(jī)對(duì)應(yīng)測(cè)控裝置的同一繼電器1FG)，完善電機(jī)保護(hù)遠(yuǎn)方復(fù)歸回路，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方及后臺(tái)復(fù)歸。此方案可行。

改進(jìn)后的LW25-126/145型高壓斷路器控制回路如圖2所示。增加了虛線區(qū)域內(nèi)為完善后的電動(dòng)機(jī)保護(hù)自保持復(fù)歸回路。當(dāng)監(jiān)控運(yùn)行人員收到彈簧未儲(chǔ)能信號(hào)后，首先進(jìn)行遠(yuǎn)方復(fù)歸，如果是由于電機(jī)機(jī)構(gòu)卡澀造成的電機(jī)過(guò)流時(shí)保護(hù)動(dòng)作，此節(jié)點(diǎn)早已返回，因此遠(yuǎn)方復(fù)歸之后，復(fù)歸繼電器1FG11/12動(dòng)作，49MX失電保持解除，88M接觸器啟動(dòng)，電機(jī)回路帶電，彈簧儲(chǔ)能；如果遠(yuǎn)方復(fù)歸之后未儲(chǔ)能信號(hào)仍未消失，則再通知檢修人員進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)處理。當(dāng)檢修人員處理完電機(jī)回路缺陷之后，再讓運(yùn)行人員在后臺(tái)復(fù)歸，電機(jī)帶電，彈簧儲(chǔ)能，缺陷消除。

圖2 改進(jìn)后的LW25-126/145型高壓斷路器控制回路

5 結(jié)論

通過(guò)上述改進(jìn)之后，當(dāng)監(jiān)控發(fā)出某斷路器彈簧未儲(chǔ)能信號(hào)時(shí)，首先由監(jiān)控值班人員在等待10～15 min后(防止電機(jī)過(guò)熱動(dòng)作)，進(jìn)行遠(yuǎn)方復(fù)歸。如果復(fù)歸之后，彈簧未儲(chǔ)能動(dòng)作返回，則缺陷已消理；如果仍未返回，則通知檢修人員現(xiàn)場(chǎng)處理。處理完電機(jī)回路缺陷之后，再由監(jiān)控員進(jìn)行遠(yuǎn)方復(fù)歸，使彈簧儲(chǔ)能，完成故障處理。

該方案已在遠(yuǎn)離監(jiān)控?cái)?shù)百km外某110 kV變電站一臺(tái)開關(guān)上試點(diǎn)改造并已運(yùn)行半年，實(shí)際遠(yuǎn)方復(fù)歸1次，成功1次。這表明該方案能夠避免在處理彈簧未儲(chǔ)能的過(guò)程中造成斷路器位置變位；或者斷開和合上控制開關(guān)時(shí)開關(guān)誤跳閘以及工作人員誤碰跳閘；并且由于遠(yuǎn)方復(fù)歸，也避免了彈簧斷裂傷及工作人員的可能；最重要的是整個(gè)處理過(guò)程不斷開控制回路電源，斷路器仍在正常運(yùn)行狀態(tài)，不會(huì)造成保護(hù)動(dòng)作斷路器拒動(dòng)事故擴(kuò)大的事情發(fā)生，從而使得該類型的斷路器控制回路更加完善，最大限度保障系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行和工作人員人身安全。