500kV断路器控制回路的分析与探讨

500kV断路器控制回路的分析与探讨

董永永

内蒙古电力（集团）有限责任公司包头供电局 内蒙古包头市 014030

摘要：目前５００kV断路器保护以微机保护装置为主，其可靠性已相当高，但某些回路需要与其它外部回路连接，特别是跳合闸(断路器跳、合位监视)等回路，不仅电缆长，还与断路器的辅助节点关联，因此辅助节点不切换、电缆受潮或被损坏等因素均有可能导致５００kV断路器保护在实际运行中可靠性降低，甚至烧毁保护装置(操作箱)中的元件。如果是由外部回路导致保护装置元件损坏是很难被及时发现的，从而导致保护装置“带病运行”。这对新建变电站的调试而言，可能会误导调试人员的判断，甚至不能及时发现问题设备；对运行变电站则可能会导致保护的拒动或误动，同时也会使检修人员的工作出现偏差。

关键词：500kV断路器；控制回路；分析与探讨

一、典型回路的列举与分析

在过去的断路器二次回路设计中，防跳回路在操作箱通过防跳继电器来实现。防跳功能是对断路器的一种保护，目前各断路器厂家所做防跳回路设计较为成熟与完善，依据«国家电网公司十八项电网重大反事故措施(２０１２修订版)»要求，广泛采用的是断路器本身的防跳功能。其防跳环节的设计如图１所示，断路器合闸的同时，断路器S０１的辅助触点S０１Ｇ７、S０１Ｇ８闭合，防跳继电器K０１带电工作，K０１接点断开合闸回路，同时接通防跳闭锁回路，防跳继电器K０１在持续合闸信号下自保持，使合闸回路处于断开状态，直到持续合闸信号消失，K０１失压恢复。

在图１回路中，防跳回路与断路器合闸回路并联接到操作箱(CZXＧ２２R２)中，在操作箱的合闸回路(如图２所示)与跳闸位置监视回路(如图３所示)中，公用１０９、１０７作为回路负电，而断路器的控制回路断线信号判据，也使用了跳闸位置监视中３TWJa继电器。因此，在实际应用中，就会产生如下问题。

(１)在断路器跳闸位置时，合闸回路断线未发报警信号。

随着弹簧机构断路器的广泛应用，２０１９年曾发生过多次弹簧储能机构行程开关在储能完毕后未接触到位或烧毁，使S０４Ｇ９，１０接点未闭合；断路器在合分闸后，其机构辅助开关不能正常切换，S０１Ｇ９，１０接点未闭合。正常合闸时，由于断路器防跳环节的存在，发出合闸脉冲后，在断路器合闸的瞬间，S０１Ｇ７，８闭合，使K０１励磁带电，K０１Ｇ１３，１４接点闭合，防跳环节起作用，此种状况一直保持至断路器合闸后。当断路器正常跳开，断路

器辅助接点S０１Ｇ７，８未能正常打开时，若发生上述任何一个故障使合闸回路断开，合闸操作回路的负电位都会通过防跳回路送至操作箱，操作箱中的合闸回路及跳闸位置监视回路都会正常存在，操作箱也不会发出控制回路断线信号，而合闸回路１０１与１０７之间也存在着正常的操作电压DC２２０V，但断路器在再次合闸过程中却不能正常动作。此种情况，运行及检修人员在日常检查维护中要特别注意。

(２)断路器在跳闸位置时，将S１０远方就地转换开关置于就地位置，即S１０Ｇ１，２接点打开，此时断路器的合闸回路完好并未断开，而XO１Ｇ８所接合闸线却未把负电位送至操作箱，使跳位继电器３TWJa复归，操作箱发出控制回路断线报警信号。

(３)防跳继电器损坏，造成控制回路异常。

在日常的运行使用中，防跳继电器(接触器)的线圈长期励磁，导致线圈发热甚至烧毁。特别是在我国北方地区，风沙天多，在机构箱密封不严的情况下，防跳继电器容易由于卡塞造成接点接触不良。K０１为外置继电器，在断路器合、跳及储能工程中，会造成由于断路器箱体震动而使触点松动，此种情况在运行过程中也是经常发生的。正常运行情况下，断路器处于分闸状态时，防跳回路断开，继电器K０１没有被励磁，K０１Ｇ１３，１４打开，K０１Ｇ２１，２２闭合。若出现上述状况时，会使继电器接点K０１Ｇ１３，１４闭合或者K０１Ｇ２１，２２打开。当K０１Ｇ２１，２２在非正常操作时打开，会造成断路器合闸回路断开，使控制回路断线，影响断路器的正常合闸。当K０１Ｇ１３，１４在非正常操作时闭合，K０１无论在断路器合位还是分位，都会接通防跳回路。收到合闸脉冲时，K０１励磁动作，K０１Ｇ２１，２２打开，断开合闸回路，造成断路器无法正常操作。当合闸回路由于各种原因真的发生断线时，合闸操作和跳闸监视回路的负电位也会通过防跳回路送至操作箱，使操作箱无法监视到合闸回路断线。为了保证断路器合闸回路的完整独立性，以及与位置监视回路不会相互影响、制约，提出以下两种方案。

(１)断开断路器本体的防跳回路，使用操作箱的防跳环节，如图４所示，断开４D５４与４D５５之间的连线，实现操作箱防跳。但操作箱防跳环节相对于断路器本体防跳来说，防跳保护的二次回路范围小，保护相对不可靠，其最显著的隐患就在于操作箱防跳只能保护断路器在远方位置时的合闸回路，而当断路器置于就地位置时，S１０Ｇ３、４闭合，S１０Ｇ１、２打开，则防跳环节与合闸控制回路断开，若此时就地合闸按钮S１１接点粘合，操作箱防跳环节将不起作用，在断路器跳闸后，将会出现分闸后又立即合闸的跳跃动作，造成断路器及负载遭受频繁冲击。

(２)断开操作箱的防跳回路，使用断路器本体的防跳，在控制回路中，将合闸控制回路与操作器跳闸位置监视回路分开，形成两个相对独立的回路。在合闸回路中，并联一个回路接于S０１Ｇ９处，利用断路器常闭位置接点S０２Ｇ９Ｇ１０与防跳继电器常闭接点K０１Ｇ３１，３２相连，再与断路器合闸继电器Y０１相串联，组成操作箱的跳闸位置监视回路。

二、结语

断路器相关控制回路的正确设计，以及与操作箱的合理配置使用，是保证断路器安全稳定运行的关键。因此需要保护装置、断路器生产厂家根据现场情况及运行要求进行优化完善，使断路器的控制回路更合理、更可靠。

参考文献：

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