馬小軍 邵永浩

摘要：本文通過分析現(xiàn)有電力系統(tǒng)中斷路器分閘控制回路存在的不足，即在低氣壓后不能自動斷開斷路器，一旦氣壓降到閉鎖值，則需運(yùn)維人員通過相應(yīng)方法隔離故障點(diǎn)。本文通過在現(xiàn)有斷路器分閘控制回路中增加一邏輯回路的方式，使得斷路器在氣壓低至設(shè)定值后即時(shí)跳閘，提高了電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全性和可考性，減少了運(yùn)維人員的工作量。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng);斷路器;控制回路;壓力閉鎖;改進(jìn)

引言

在電力系統(tǒng)中，高壓是指交流系統(tǒng)中大于1000V的電壓等級，高壓斷路器作為一種開斷負(fù)荷電流和切斷短路電流的元件在電力系統(tǒng)中起著十分重要的作用，而SF₆斷路器更以其滅弧性能強(qiáng)等特點(diǎn)應(yīng)用相當(dāng)普遍。SF₆斷路器的應(yīng)用大大提高了電力系統(tǒng)的供電可靠性和安全性，而斷路器滅弧介質(zhì)的壓力則成為制約斷路器能否正常工作的主要原因之一。如滅弧介質(zhì)壓力不足，降低到一定程度會導(dǎo)致斷路器無法切斷故障電流，甚至是負(fù)荷電流，從而發(fā)生著火、爆炸等事故，這不僅危及設(shè)備安全運(yùn)行、影響電網(wǎng)可靠供電，對人身安全更是莫大的威脅。

1 斷路器分閘回路及SF₆壓力閉鎖處理辦法

斷路器分閘分為保護(hù)跳閘和人工操作分閘兩類，人工操作分閘又可分為后臺遙控分閘、調(diào)度人員遙控分閘和就地分閘三種方式，不論以哪種方式分閘，最終均要經(jīng)過斷路器分閘控制回路。圖1為斷路器分閘控制回路原理圖，遠(yuǎn)方/就地切換把手HK1可以實(shí)現(xiàn)遙控和就地操作，運(yùn)行中的斷路器該把手一般均在遠(yuǎn)方位置;CKA（B/C）為反映斷路器儲能情況的常開或常閉節(jié)點(diǎn)，運(yùn)行中的斷路器常開、常閉節(jié)點(diǎn)均位于閉合狀態(tài);DLA（B/C）為斷路器輔助觸點(diǎn)，運(yùn)行中的斷路器該觸點(diǎn)位于閉合狀態(tài);YA（B/C）為斷路器分閘線圈，運(yùn)行中的斷路器該線圈處于未勵(lì)磁狀態(tài);2ZJA（B/C）為SF₆氣體壓力常閉節(jié)點(diǎn)，運(yùn)行中的斷路器該節(jié)點(diǎn)處于閉合狀態(tài)。

斷路器合閘運(yùn)行中，最容易出現(xiàn)故障的是儲能不足和SF₆壓力降低。當(dāng)斷路器儲能下降時(shí)，會依次閉鎖斷路器重合閘、合閘、分閘功能，因信號節(jié)點(diǎn)較多，調(diào)度人員或運(yùn)維人員能較及時(shí)發(fā)現(xiàn)儲能不足的問題，盡早處理，且斷路器的儲能回路的故障排查是運(yùn)維人員應(yīng)具備的基本技能之一，及時(shí)查找并處理好的概率較大，而儲能電機(jī)出現(xiàn)故障的幾率很小，運(yùn)維人員也能根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況判斷是否需要申請停電。

而斷路器SF₆氣體壓力降低則是一個(gè)非常棘手的問題，上送的監(jiān)控信號只有壓力報(bào)警和閉鎖兩個(gè)信號，壓力閉鎖節(jié)點(diǎn)直接串聯(lián)在斷路器的分閘與合閘控制回路中，當(dāng)壓力下降至閉鎖值以下時(shí)，斷路器將不能進(jìn)行任何電動操作，且該故障一般均為斷路器罐體或表計(jì)破損泄露所致，運(yùn)維人員無法處理，需專業(yè)人員到站（廠）使用專用器具檢查泄露點(diǎn)并補(bǔ)氣。根據(jù)實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，斷路器壓力泄露一般發(fā)生在天氣較為嚴(yán)寒的秋冬季節(jié)，夜晚發(fā)生頻率更高，且目前大部分二類及以下等級的變電站均為無人值守變電站，與運(yùn)維站距離較遠(yuǎn)。當(dāng)出現(xiàn)SF₆壓力低告警時(shí)，在監(jiān)控人員監(jiān)盤有效的情況下通知運(yùn)維人員，運(yùn)維人員再坐車前往檢查、判斷，如氣體泄漏較慢或在工作人員來得及補(bǔ)氣的情況下可以立即申請補(bǔ)氣，否則，必須在壓力泄露至閉鎖值之前迅速將該故障斷路器隔離。

隔離故障的措施也因母線接線方式的不同而不同，對于3/2接線的中斷路器，需斷開其兩側(cè)邊斷路器和兩條出線對側(cè)斷路器;對于3/2接線的邊斷路器，需斷開與其相連的中斷路器和母線側(cè)所有斷路器以及線路對側(cè)斷路器;對于雙母線接線形式，則需將該故障斷路器所在母線的負(fù)荷倒至另一母線、斷開線路對側(cè)斷路器，再拉開故障斷路器兩側(cè)隔離開關(guān)。上述操作十分復(fù)雜、費(fèi)時(shí)，難以保證在隔離故障期間該斷路器所在線路發(fā)生短路，造成斷路器爆炸，釀成事故。

2 高壓斷路器分閘控制回路的改進(jìn)方案

2.1 改進(jìn)高壓斷路器分閘控制回路的元件說明

基于以上諸多弊端，本文設(shè)計(jì)了一種能在斷路器SF₆氣體壓力降低到報(bào)警值以下且稍高于閉鎖值時(shí)自動斷開斷路器的分閘原理圖，如圖2，虛線框內(nèi)為主要改進(jìn)回路部分，回路正負(fù)電源與斷路器三相不一致保護(hù)共用同一電源;LP為壓板，可以選擇投入或退出，退出時(shí)不具備低氣壓自動跳閘功能;SB為常閉復(fù)歸按鈕;MK1為SF₆氣體壓力告警常開節(jié)點(diǎn)，MK^*₁為新增的使斷路器自動跳閘的常開節(jié)點(diǎn)（該節(jié)點(diǎn)取自SF₆密度繼電器備用/新增節(jié)點(diǎn)），氣體壓力正常時(shí)，兩對節(jié)點(diǎn)均位于斷開狀態(tài);ZJ為中間繼電器，其輔助觸點(diǎn)ZJA（B/C）為常開節(jié)點(diǎn);BCJ為電壓型繼電器，其輔助觸點(diǎn)BCJA（B/C）為常開節(jié)點(diǎn)。

2.2 改進(jìn)高壓斷路器分閘控制回路的動作原理

當(dāng)LP壓板投入時(shí)，該控制回路有效，在斷路器SF₆壓力正常時(shí)，MK1和MK^*₁節(jié)點(diǎn)處于斷開位置，ZJ繼電器不勵(lì)磁，ZJA（B/C）節(jié)點(diǎn)位于斷開狀態(tài)，BCJ繼電器不勵(lì)磁，BCJA（B/C）位于常開狀態(tài)，該改進(jìn)回路無控制作用。

當(dāng)斷路器SF₆氣體出現(xiàn)泄露時(shí)，一旦其壓力降低至告警值時(shí)，MK1節(jié)點(diǎn)閉合，若壓力進(jìn)一步降低至斷路器自動跳閘值，MK^*₁節(jié)點(diǎn)閉合，此時(shí)ZJ繼電器勵(lì)磁，ZJA（B/C）節(jié)點(diǎn)閉合，BCJ繼電器勵(lì)磁，BCJA（B/C）節(jié)點(diǎn)閉合，若壓力還未降至閉鎖值，則斷路器分閘回路導(dǎo)通，實(shí)現(xiàn)斷路器的自動分閘。因BCJ為電壓型繼電器，其勵(lì)磁后無法失磁，故設(shè)計(jì)有復(fù)歸按鈕，只有運(yùn)行人員現(xiàn)場復(fù)歸后，才能使BCJ失磁。

2.3 高壓斷路器分閘控制回路的改進(jìn)后的優(yōu)點(diǎn)

改進(jìn)后的斷路器分閘控制回路具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1、新增控制回路投退靈活，有人值守或能及時(shí)補(bǔ)氣的變電站可選擇退出LP壓板，以增強(qiáng)供電可靠性;

2、MK1與MK^*₁節(jié)點(diǎn)串聯(lián)，可增強(qiáng)回路動作的可靠性，防止單節(jié)點(diǎn)粘連造成回路誤動;

3、ZJA（B/C）節(jié)點(diǎn)并聯(lián)后與BCJ繼電器串聯(lián)，能保證斷路器任何一相壓力降低均能使得三相及時(shí)跳閘;

4、BCJ選用電壓型繼電器，因其長時(shí)間勵(lì)磁，使得BCJA（B/C）一直處于閉合位置，保證了斷路器分閘回路長時(shí)間導(dǎo)通，有足夠的時(shí)間跳閘;

5、因新增回路串接于原有斷路器分閘控制回路中，因此當(dāng)斷路器大量漏氣時(shí)，若ZJA（B/C）節(jié)點(diǎn)閉合后，斷路器還未來得及動作其壓力已經(jīng)泄露至閉鎖值，則2ZJA（B/C）節(jié)點(diǎn)打開，斷路器分閘控制回路被斷開，防止斷路器爆炸;

6、該改進(jìn)回路原理簡單、實(shí)用，所需繼電器和二次回路數(shù)量少，不產(chǎn)生寄生回路。

3 結(jié)語

本文通過設(shè)計(jì)一種高壓斷路器的改進(jìn)回路，能較好地解決目前SF6斷路器在實(shí)際運(yùn)行中存在的危險(xiǎn)運(yùn)行方式，不但大量節(jié)省了運(yùn)行人員的操作量，更保證了人身、電網(wǎng)、設(shè)備的安全，提高了用戶的供電可靠性。

參考文獻(xiàn)

[1]魏泉、成勇.淺析高壓SF6斷路器可靠性研究的特點(diǎn)和難點(diǎn)[J].高壓電器.2013-11-16

[2]張婷婷、郭志明.變電站內(nèi)SF6斷路器性能特點(diǎn)及其運(yùn)行維護(hù)[J].電器開關(guān).2018-08-15

[3]陳飛建.LW36-126型SF6斷路器控制回路的改造[J].機(jī)電信息.2017-12-25 10：37

（作者單位：寧夏電力有限公司檢修公司）