山東泰開高壓開關(guān)有限公司 唐東升 李傳金

0 引言

目前220kV及以上電壓等級(jí)分相操作的斷路器，為防止斷路器三相位置不一致，導(dǎo)致斷路器誤動(dòng)、拒動(dòng)，引起設(shè)備損害或越級(jí)跳閘，斷路器應(yīng)采用三相不一致保護(hù)；其目前的設(shè)計(jì)方案是將斷路器的三相常開、常閉輔助點(diǎn)分別并聯(lián)后再串聯(lián)，然后啟動(dòng)時(shí)間繼電器，時(shí)間繼電器延時(shí)后啟動(dòng)跳閘出口繼電器，最終跳閘出口繼電器啟動(dòng)使斷路器的三相全部跳閘；結(jié)構(gòu)上簡單可靠，但是受環(huán)境及元器件本身質(zhì)量的問題，絕緣度降低，可能造成三相不一致保護(hù)誤動(dòng)。本文結(jié)合各開關(guān)廠在現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)的問題提出解決整改方案，優(yōu)化設(shè)計(jì)回路。

1 現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)情況

某220kVGIS工程，斷路器機(jī)構(gòu)為三相分箱操作機(jī)構(gòu)，在無操作、無故障的正常運(yùn)行狀況下，斷路器自動(dòng)跳閘，監(jiān)控后臺(tái)有斷路器三相非同期信號(hào)報(bào)文，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況未出現(xiàn)斷路器非同期現(xiàn)象；

2 原因分析以及前期的處理措施

2.1 原因分析

按照?qǐng)D紙，檢查三相不一致回路，經(jīng)排查，回路接線完整無誤，匯控柜內(nèi)的三相不一致信號(hào)是由三相不一致保護(hù)回路中的跳閘出口繼電器發(fā)出，故重點(diǎn)排查非同期繼電器是否出現(xiàn)誤動(dòng)；恢復(fù)二次接線，重新對(duì)斷路器進(jìn)行合閘，并觀察繼電器動(dòng)作情況，發(fā)現(xiàn)斷路器三相合閘后，非同期繼電器動(dòng)作；因其是靠時(shí)間繼電器來啟動(dòng)的，故首先排查一下時(shí)間繼電器的絕緣程度，用兆歐表測(cè)時(shí)間繼電器的常開輸出抽頭，發(fā)現(xiàn)絕緣程度過低；更換時(shí)間繼電器，測(cè)量常開輸出接點(diǎn)絕緣電阻無窮大，投斷路器操作電源，操作斷路器，故障現(xiàn)象消失。

圖1

2.2 原設(shè)計(jì)方案分析

斷路器的三相常開、常閉輔助點(diǎn)分別并聯(lián)后再串聯(lián)，以此作為三相非同期判斷回路，如果發(fā)生三相不一致情況，則此判斷回路導(dǎo)通后啟動(dòng)時(shí)間繼電器，經(jīng)時(shí)間繼電器延時(shí)后啟動(dòng)跳閘出口繼電器，最終跳閘出口繼電器啟動(dòng)并作用于斷路器的分閘回路，使斷路器的三相跳閘。該回路原理圖如圖1所示。

弊端說明：回路中的繼電器屬于固態(tài)繼電器，只能通過檢修時(shí)進(jìn)行校驗(yàn)和測(cè)試，無法直觀的檢查內(nèi)部元器件是否受潮、腐蝕、有無進(jìn)蚊蟲造成元件絕緣程度降低或短路等異常情況，一旦絕緣程度降低或短路，則將直接啟動(dòng)斷路器的跳閘回路使之跳閘；

動(dòng)作原理：如圖1中所示，如果時(shí)間繼電器47T1常開觸點(diǎn)47T1-1、47T1-3絕緣程度降低，則會(huì)有一部分電流通過，此時(shí)直流接觸器47TX1的線圈會(huì)有一定電壓，一旦電壓達(dá)到線圈啟動(dòng)額定電壓的55%即121V(觸點(diǎn)47T1-1、47T1-3分擔(dān)99V)便會(huì)造成47TX1動(dòng)作，從而直接造成斷路器跳閘。

圖2

圖3

3 新的方案

3.1 方案設(shè)計(jì)思路

原方案是斷路器的三相常開、常閉輔助點(diǎn)分別并聯(lián)后再串聯(lián)，如果發(fā)生三相不一致情況，則此判斷回路導(dǎo)通后啟動(dòng)時(shí)間繼電器47T1，經(jīng)時(shí)間繼電器47T1延時(shí)后啟動(dòng)跳閘出口繼電器47TX1，最終跳閘出口繼電器47TX1啟動(dòng)并作用于斷路器的分閘回路，使斷路器的三相全部跳閘；現(xiàn)在的問題是一旦時(shí)間繼電器有故障，很容易出現(xiàn)斷路器的三相全部跳閘現(xiàn)象；所以目前需要改進(jìn)的是三相非同期動(dòng)作必須是在斷路器三相位置不一致的前提下進(jìn)行的；

3.2 方案實(shí)施

3.2.1 關(guān)于斷路器三相不一致跳閘出口的方案設(shè)計(jì)

方案設(shè)計(jì)思路：首先考慮非全相跳閘出口的正電源引入問題，不直接取正電源，而是經(jīng)過斷路器輔助開關(guān)的常閉節(jié)點(diǎn)后引入正電。

改進(jìn)說明：如圖2所示，斷路器三相不一致判斷回路由斷路器常開輔助點(diǎn)并聯(lián)后串聯(lián)常閉輔助點(diǎn)，調(diào)整為由常閉輔助點(diǎn)并聯(lián)后串聯(lián)常開輔助點(diǎn)，非同期跳閘回路的正電源經(jīng)過輔助點(diǎn)串聯(lián)的結(jié)點(diǎn)引出，當(dāng)斷路器在合閘位置時(shí)，正電源因?yàn)閿嗦菲鞯某ｉ]輔助點(diǎn)變常開后切斷而無法導(dǎo)通；此時(shí)即便時(shí)間繼電器47T1常開觸點(diǎn)47T1-1、47T1-3絕緣程度降低，會(huì)有一部分電流通過，直流接觸器47TX1的線圈有一定電壓，即便電壓達(dá)到線圈啟動(dòng)額定電壓的55%即121V造成47TX1動(dòng)作，但因正電源已被DLA/B/C-31，DLA/B/C-32斷開而斷路器無法跳閘。

3.2.2 關(guān)于斷路器三相不一致功能投切的方案設(shè)計(jì)

方案設(shè)計(jì)思路：考慮非全相跳閘出口的正電源引入問題，不直接取正電源，而是經(jīng)過三相不一致回路判定后引入正電。

如圖3所示，跳閘出口繼電器47TX1同樣經(jīng)過三相不一致判斷回路的判定后再啟動(dòng)；按照此方案，即使時(shí)間繼電器47T1的常開點(diǎn)導(dǎo)通，而三相不一致判斷回路未啟動(dòng)，跳閘出口繼電器47TX1的線圈無法得到正電源，47TX1依舊不會(huì)動(dòng)作，從而避免了時(shí)間繼電器47T1故障引起保護(hù)誤動(dòng)作情況的發(fā)生。

3.2.3 方案對(duì)比

國網(wǎng)反措中明確要求，斷路器跳閘出口繼電器動(dòng)作功率不能低于5w，時(shí)間繼電器47T1常開點(diǎn)的絕緣不達(dá)標(biāo)的情況下，跳閘出口繼電器47TX1不會(huì)輕易動(dòng)作；但時(shí)間繼電器47T1的常開點(diǎn)在極端情況下被導(dǎo)通，那跳閘出口繼電器47TX1依舊會(huì)得電動(dòng)作；通過上述兩種方案的改進(jìn)，可有效的解決保護(hù)誤跳的現(xiàn)象。

3.3 試驗(yàn)驗(yàn)證

上述方案在多個(gè)220kV及550kV變電站得到了有效的驗(yàn)證，均未出現(xiàn)保護(hù)誤動(dòng)作的現(xiàn)象。

4 結(jié)語

保護(hù)誤動(dòng)很大程度上影響了變電站的可靠運(yùn)行，不僅影響變電站的經(jīng)濟(jì)效益，對(duì)用戶及電網(wǎng)都是一個(gè)安全隱患，很多地區(qū)環(huán)境雨水較多，環(huán)境潮濕，容易使得元器件的絕緣性降低；通過優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，保證了三相不一致動(dòng)作的可靠性，保證了電網(wǎng)的安全運(yùn)行。