牛曉男，牛巧燕

（國家能源集團(tuán)費(fèi)縣發(fā)電有限公司，山東 臨沂 273400）

0 引 言

斷路器是電網(wǎng)系統(tǒng)的主要部件，其正常運(yùn)行能夠使得電網(wǎng)系統(tǒng)工作達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，因此要確保斷路器始終處于良好的工作狀態(tài)。對(duì)于斷路器，其母線具有多種不同的連接形式，當(dāng)前應(yīng)用較多的方式主要是雙母線。采用雙母線進(jìn)行連接的斷路器，每根母線在工作過程中互不干擾而進(jìn)行并列運(yùn)行。為確保電網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行過程中的電壓能夠準(zhǔn)確對(duì)應(yīng)，就要結(jié)合系統(tǒng)運(yùn)行的特點(diǎn)采取有針對(duì)性的控制措施，避免誤動(dòng)作的出現(xiàn)；需要將電路系統(tǒng)中的二次電壓的回路系統(tǒng)經(jīng)過與母線側(cè)開關(guān)的相互關(guān)聯(lián)，實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的切換，并保證保護(hù)裝置系統(tǒng)與隔離開關(guān)母線處的電壓相當(dāng)。

在電路正常運(yùn)行的過程中，雙母線上設(shè)置的兩個(gè)隔離開關(guān)僅有一個(gè)處于合位的狀態(tài)，而當(dāng)線路出現(xiàn)停電的情況時(shí)，兩隔離開關(guān)處于分位狀態(tài)。為實(shí)現(xiàn)倒閘操作，需要滿足線路用電的供應(yīng)，這兩個(gè)隔離開關(guān)才會(huì)同時(shí)處于合位狀態(tài)，但是這個(gè)過程持續(xù)的時(shí)間往往非常短。為實(shí)現(xiàn)對(duì)隔離開關(guān)的實(shí)時(shí)監(jiān)控和檢測(cè)，需要一對(duì)一的設(shè)置遙感信號(hào)系統(tǒng)，對(duì)“繼電器切換”和“TV失壓”兩種方法進(jìn)行同步切換。當(dāng)電壓切換箱中的兩個(gè)隔離開關(guān)同時(shí)處于合位的狀態(tài)時(shí)，遙信信號(hào)上就會(huì)顯示“切換繼電器同時(shí)動(dòng)作”的狀態(tài)；當(dāng)斷路器處于合位狀態(tài)且兩個(gè)隔離開關(guān)同時(shí)處于分位狀態(tài)時(shí)，遙信信號(hào)上就會(huì)顯示“TV 失壓”。這表明線路保護(hù)處于正常的工作狀態(tài)時(shí)，若采樣的交流電壓突然失去，就會(huì)影響后備保護(hù)功能的順利實(shí)施。

通過對(duì)“TV 失壓”信號(hào)的整個(gè)發(fā)出過程進(jìn)行系統(tǒng)全面的分析發(fā)現(xiàn)，其所發(fā)出的信號(hào)存在兩種不同的狀態(tài)。（1）當(dāng)中間繼電器的電源形成消失狀態(tài)后，導(dǎo)致電壓回路系統(tǒng)中的接點(diǎn)位置切換可實(shí)現(xiàn)高效化實(shí)施，并針對(duì)“TV 失壓”信號(hào)的傳遞，應(yīng)確保信號(hào)發(fā)出過程中的高效化運(yùn)用；（2）在電壓切換的過程中，應(yīng)滿足觸點(diǎn)開關(guān)作用過程中的實(shí)際位置，實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的觸點(diǎn)反應(yīng)，否則會(huì)造成“TV 失壓”信號(hào)動(dòng)作的出現(xiàn)。

1 故障概況

某550 kV 變電站中的220 kV 出線斷路器在進(jìn)行更換操作的過程中，通過監(jiān)控系統(tǒng)能夠發(fā)現(xiàn)“非全相保護(hù)動(dòng)作”信號(hào)進(jìn)入到顯示狀態(tài)，并且伴隨有“TV失壓”信號(hào)的同步顯示。通過對(duì)線路進(jìn)行系統(tǒng)全面的檢查發(fā)現(xiàn)，其中斷路器的狀態(tài)始終處于備用階段，且如果沒有進(jìn)入相應(yīng)的工作狀態(tài)，會(huì)導(dǎo)致使用過程中的非全相功能壓板損壞。當(dāng)電網(wǎng)系統(tǒng)中的三相斷路器都處于分位狀態(tài)時(shí)，通過斷開其中的U 相斷路器，能夠在監(jiān)視系統(tǒng)中發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)了相應(yīng)的“非全相保護(hù)”和“TV 失壓”的信號(hào)動(dòng)作[1]。

2 TV 失壓信號(hào)發(fā)出邏輯及導(dǎo)致誤發(fā)原因分析

電網(wǎng)系統(tǒng)采用雙母線進(jìn)行連接時(shí)，可針對(duì)實(shí)際的連接方式進(jìn)行分析，對(duì)于保護(hù)線路而言，為了能夠?qū)φ麄€(gè)電網(wǎng)系統(tǒng)采取科學(xué)合理的保護(hù)措施，就要對(duì)母線工作過程中的電壓變化情況進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控。因此，為了能夠及時(shí)了解母線中的電壓，就要對(duì)母線中的電壓進(jìn)行有效的輸出。通過將Ⅰ和Ⅱ母線連入到電壓切換箱中，就能通過電壓切換箱將母線上的電壓及時(shí)反饋到相應(yīng)的線路保護(hù)裝置中，線路保護(hù)裝置就能根據(jù)電壓的實(shí)際情況采取相應(yīng)的控制措施。為了確保電壓切換箱功能的順利實(shí)現(xiàn)，就要對(duì)其中的兩個(gè)隔離開關(guān)位置進(jìn)行系統(tǒng)全面的了解，其具體的實(shí)現(xiàn)方法如圖1所示。

圖1 中101 和102 分別代表了電源進(jìn)行切換的正負(fù)電極位置，結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行切換操作，切換電源的方式可分為繼電保護(hù)和自動(dòng)化控制兩種。1YQJ1和2YQJ1 分別表示電壓切換過程中的繼電器裝置，在實(shí)際的工作過程中，會(huì)由于受到Ⅰ母線和Ⅱ母線隔離的作用，導(dǎo)致勵(lì)磁能否實(shí)現(xiàn)與其輔助化的觸點(diǎn)控制有關(guān)。當(dāng)這兩個(gè)中間繼電器正常工作時(shí)，Ⅰ和Ⅱ母線中間的隔離開關(guān)處于閉合狀態(tài)，在此狀態(tài)下，1YQJ1和2YQJ1 中僅可實(shí)現(xiàn)其中一種勵(lì)磁，而圖1 中隔離開關(guān)與輔助性的觸點(diǎn)進(jìn)行關(guān)聯(lián)，使得其經(jīng)常處于常閉狀態(tài)，進(jìn)而結(jié)合隔離開關(guān)的分位狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)整體性 的應(yīng)用。

圖1 電壓切換回路原理示意圖

2.1 TV 失壓信號(hào)的發(fā)出邏輯

圖2 為“TV 失壓”信號(hào)傳遞的原理圖。

圖2 TV 失壓信號(hào)發(fā)出原理示意圖

其中，1YQJ1 和2YQJ1 中的接觸點(diǎn)的位置主要位于圖1 中的電壓切換箱中，HWJ 繼電器的接點(diǎn)位置主要位于對(duì)應(yīng)的切換箱結(jié)構(gòu)中。在一定的操作狀態(tài)下，11HWJ 和21HWJ 可實(shí)現(xiàn)有效的串聯(lián)監(jiān)視，并且可結(jié)合J701 式的測(cè)控裝置系統(tǒng)，完成對(duì)整個(gè)電壓切換裝置中的具體接點(diǎn)狀態(tài)的合理化應(yīng)用。在實(shí)際的操作箱串聯(lián)操作的過程中，應(yīng)以HWJ 式的繼電系統(tǒng)狀態(tài)為主，符合實(shí)際位置的要求，當(dāng)前面涉及到的接點(diǎn)都處于接通的狀態(tài)時(shí)，系統(tǒng)就會(huì)發(fā)出對(duì)應(yīng)的“TV 失壓”信號(hào)。圖2 中的1YQJ1 和2YQJ2 的非雙位置繼電器的常開和常閉接點(diǎn)位置在Ⅰ和Ⅱ母線側(cè)對(duì)應(yīng)的隔離開關(guān)接觸，那么HWJ 的常開觸點(diǎn)處于合位狀態(tài)時(shí)，其常閉狀態(tài)可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制，具體的狀態(tài)如圖3 所示。

2.2 TV 失壓信號(hào)誤發(fā)原因分析

由于“TV 失壓”信號(hào)的發(fā)出過程與HWJ 繼電器之間的關(guān)系密不可分，為了探究失壓信號(hào)的誤發(fā)原因，就要對(duì)HWJ 繼電器工作過程中的勵(lì)磁狀態(tài)進(jìn)行系統(tǒng)全面的分析研究。在圖3 中，結(jié)合非全相功能試驗(yàn)，滿足試驗(yàn)對(duì)象為繼路器，且在投入使用的過程中，由于非全相功能試驗(yàn)研究的內(nèi)容，壓板結(jié)構(gòu)YTB2 會(huì)缺少對(duì)應(yīng)的缺口YTB1，因此當(dāng)三相繼路器處于對(duì)應(yīng)的分位狀態(tài)且對(duì)應(yīng)U 相繼路器處于關(guān)閉狀態(tài)時(shí)，能夠滿足U相和V 相的斷路器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分位狀態(tài)，同時(shí)斷路器系統(tǒng)及結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性可實(shí)現(xiàn)非全相狀態(tài)的合理化應(yīng)用。因此，在對(duì)應(yīng)狀態(tài)下，47TX1 繼電器可與對(duì)應(yīng)的內(nèi)容并聯(lián)，形成勵(lì)磁現(xiàn)象[2]。同樣，47TX1 繼電器系統(tǒng)及結(jié)構(gòu)也會(huì)發(fā)生勵(lì)磁反應(yīng)，此時(shí)應(yīng)將47TX1 繼電器的常開接點(diǎn)系統(tǒng)進(jìn)行疏通，確保實(shí)際的工作過程能夠順暢。由圖3 可知，在U 相繼電器系統(tǒng)發(fā)生合位的過程中，繼電器系統(tǒng)不穩(wěn)定能夠引起DLA 系統(tǒng)的閉合，且可通過負(fù)電102 系統(tǒng)，使得整個(gè)的47TX1 接點(diǎn)位置及體系結(jié)構(gòu)處于常閉狀態(tài)，進(jìn)而通過接點(diǎn)，可串聯(lián)如下的下口位置，如11HWJa、11HWJb 以及11HWJc 繼電器對(duì)應(yīng)的下口位置。因此在這些繼電器對(duì)應(yīng)下口位置進(jìn)行勵(lì)磁反應(yīng)時(shí)，可對(duì)其進(jìn)行備用式的狀態(tài)分析。例如，在母線的測(cè)點(diǎn)位置，兩隔離化開關(guān)處于分位狀態(tài)，如圖2 所示，易發(fā)生接點(diǎn)位置的閉合，進(jìn)而導(dǎo)致“TV”失壓現(xiàn)象發(fā)生。

圖3 跳閘回路和非全相回路示意圖

3 斷路器失壓信號(hào)誤動(dòng)作故障的應(yīng)對(duì)措施

通過綜合分析可知，當(dāng)跳閘回路中對(duì)應(yīng)的繼電器接點(diǎn)呈現(xiàn)閉合狀態(tài)時(shí)，整個(gè)HWJ 中間繼電器無法從實(shí)際反應(yīng)的斷路器系統(tǒng)中找到對(duì)應(yīng)的準(zhǔn)確化位置，因此會(huì)導(dǎo)致整個(gè)的“TV 失壓”信號(hào)出現(xiàn)一定的誤動(dòng)作[3]。為了避免斷路器失壓信號(hào)誤動(dòng)作故障的發(fā)生，就要對(duì)斷路器的實(shí)際位置進(jìn)行準(zhǔn)確判斷，結(jié)合斷路器實(shí)際的工作狀態(tài)，提出了如下應(yīng)對(duì)措施。

3.1 取斷路器實(shí)際位置

HWJ 繼電系統(tǒng)在試驗(yàn)狀態(tài)下，可由對(duì)應(yīng)的寄生回路系統(tǒng)對(duì)整個(gè)的斷路器系統(tǒng)及結(jié)構(gòu)進(jìn)行實(shí)際位置的定位精確化分析，通過對(duì)電纜至斷路器機(jī)構(gòu)之間的斷路器輔助觸點(diǎn)位置進(jìn)行定位，就能間接獲取斷路器的實(shí)際位置[4-5]。通過對(duì)斷路器的二次接線原理圖進(jìn)行系統(tǒng)全面的分析研究，就能看出斷路器輔助觸點(diǎn)位置能夠通過其中的分合閘控制回路、對(duì)于非全相保護(hù)的回路進(jìn)行遙信錄波的合理化分析。此外，應(yīng)結(jié)合對(duì)應(yīng)的輔助設(shè)備，合理控制常開觸點(diǎn)，并用于對(duì)應(yīng)的TV 失壓遙信回路反應(yīng)，因此能夠針對(duì)斷路器的實(shí)際位置獲得準(zhǔn)確的地理位置。

通過采取該方案，能夠略過其中的中間繼電器，進(jìn)而直接獲取斷路器在電路中的實(shí)際位置。但是不可忽視的是，該方案需要增加一定的電纜鋪設(shè)量，即在保護(hù)室與設(shè)備區(qū)之間需要進(jìn)行電纜鋪設(shè)，并且為了避免新舊電纜之間發(fā)生混淆，還要將電壓切換箱至操作箱之間的舊電纜拆除，整個(gè)電纜的安裝和拆除工作量較大。

3.2 斷路器位置采用TWJ 繼電器接點(diǎn)

HWJ 繼電器在實(shí)際的工作過程中會(huì)受到寄生回路不同程度的影響，當(dāng)電路處于非全相的狀態(tài)時(shí)，無法對(duì)斷路器的位置進(jìn)行準(zhǔn)確的反映，但是合閘回路中的TWJ 繼電器就能有效避免這些問題的發(fā)生，改進(jìn)后TV失壓信號(hào)發(fā)出原理如圖4 所示。

圖4 改進(jìn)后TV 失壓信號(hào)發(fā)出原理示意圖

通過對(duì)CZX12R1 操作箱的結(jié)構(gòu)進(jìn)行系統(tǒng)全面的分析研究后發(fā)現(xiàn)，TWJ 繼電器設(shè)置有相應(yīng)的備用接點(diǎn)，其具體的結(jié)構(gòu)形式如圖5 所示。通過將n93 和n94 端子接入到遙信回路中就能實(shí)現(xiàn)對(duì)斷路器位置的準(zhǔn)確定位。

圖5 CZX12R1 中HWJ 備用接點(diǎn)示意圖

該方案在實(shí)際的操作過程中相對(duì)簡單，由于不需要進(jìn)行電纜的鋪設(shè)，整個(gè)實(shí)施過程的工作量相對(duì)較小，只要將CZX12R1 操作箱中原有的HWJ 繼電器接點(diǎn)替換為TWJ 繼電器接點(diǎn)就能實(shí)現(xiàn)，整個(gè)改造過程耗時(shí)較短，易于實(shí)現(xiàn)[6]。

3.3 跳閘回路的改進(jìn)

本文中對(duì)應(yīng)斷路器結(jié)構(gòu)，在跳閘的過程中，可加入對(duì)應(yīng)2 個(gè)斷路器系統(tǒng)，且處于常開的輔助式觸點(diǎn)結(jié)構(gòu)中，當(dāng)電路系統(tǒng)處于非全相狀態(tài)時(shí)，其中47TX1 常開接點(diǎn)就會(huì)進(jìn)入閉合狀態(tài)，結(jié)合一定的寄生回路，以避免負(fù)電102 經(jīng)寄生回路的變化導(dǎo)致的HWJ 繼電器系統(tǒng)的勵(lì)磁反應(yīng)，同時(shí)應(yīng)依據(jù)跳閘回路進(jìn)行如圖6 所示的改善。

通過對(duì)回路進(jìn)行的改進(jìn)，當(dāng)其中的U 相斷路器處于閉合狀態(tài)時(shí)，DLA 和47TX1 接點(diǎn)也對(duì)應(yīng)實(shí)現(xiàn)閉合狀態(tài)。針對(duì)負(fù)電系統(tǒng)來說，其負(fù)電102 即可實(shí)現(xiàn)回路串聯(lián)，并返回到之前的位置，但是對(duì)于V 和W 對(duì)應(yīng)的接點(diǎn)下口來說，其可串聯(lián)的對(duì)應(yīng)斷路器結(jié)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)觸點(diǎn)呈現(xiàn)閉合狀態(tài)，并使得DLB 和DLC 之間的接點(diǎn)處于分位狀態(tài)。在整個(gè)接點(diǎn)體系中，通過一定的隔離式操作，可實(shí)現(xiàn)和形成對(duì)負(fù)電繼電系統(tǒng)的合理化應(yīng)用。例如，對(duì)11HWJb 和11HWJc 繼電器的下口位置進(jìn)行合理化分析，繼電器就不會(huì)進(jìn)入到勵(lì)磁的狀態(tài)，避免了“TV失壓”信號(hào)的誤動(dòng)作[7]。

該方案的優(yōu)勢(shì)在于不用對(duì)電纜進(jìn)行敷設(shè)工作，通過三相斷路器將47TX1 繼電器上常開接點(diǎn)位置進(jìn)行移動(dòng)，并合理化的控制斷路器輔助系統(tǒng)觸點(diǎn)的位置分析，結(jié)合實(shí)際的改進(jìn)工作，確保了實(shí)際操作過程中斷路器系統(tǒng)的穩(wěn)定。

圖6 改進(jìn)后的跳閘回路示意圖

4 結(jié) 論

斷路器是電路的重要組成部分，對(duì)于確保電路的穩(wěn)定運(yùn)行具有十分重要的作用。但是斷路器在實(shí)際的工作過程中，難免會(huì)出現(xiàn)各種不同的故障，其中斷路器失壓信號(hào)誤動(dòng)作故障所造成的影響較大[8]。因此，需要對(duì)斷路器進(jìn)行系統(tǒng)全面的分析研究，并結(jié)合斷路器實(shí)際的工作情況，制定有針對(duì)性的改善措施，進(jìn)而避免斷路器失壓信號(hào)誤動(dòng)作故障的發(fā)生，為電路的穩(wěn)定運(yùn)行提供可靠保障。