浅析750kV断路器控制回路存在问题及改进方法

2010-09-22苏波

电气传动自动化 2010年5期

苏波

（宁夏电力超高压分公司，宁夏银川750011）

1 引言

近几年来，随着750kV超高压电网的不断发展，电网安全稳定运行更需要不断加强，检修人员不仅要做好一次设备的维护工作，还要保证二次回路的正确性和可靠性。就目前实际运行情况看，750kV断路器控制回路存在一些隐患，如控制回路存在电源切换、闭锁回路不满足双重化要求等问题，根据国家电网公司的相关反措规定和继电保护人员多年的工作经验可知，电源切换不可靠，若电源回路发生故障时，可能导致控制回路失电。具有双跳圈的断路器其闭锁回路要实现双重化配置，即满足两套闭锁回路分别对应两套跳闸线圈，因为断路器内六氟化硫气体有着绝缘、灭弧的作用，同时对断路器触头起到一定的物理保护，断路器在气压低或异常状态下，不能可靠实现闭锁，此时操作断路器，则对断路器有很大的损害。总之要以消除寄生回路，完善和强化回路功能，简化二次回路为原则。

2 典型设计方案

下面以某750kV变电站SF6罐式断路器闭锁回路和压力监视回路为例进行说明。

如图1所示的闭锁回路，SF6罐式断路器机构内闭锁回路能够实现SF6低气压闭锁跳闸、低油压闭锁分闸功能。断路器本体内的SF6气体密度降低至补气气压时，密度继电器的报警触点动作，发出报警信号，提醒值班人员对断路器补充SF6气体。若SF6气体密度继续降低至开关闭锁气压时，密度继电器的闭锁触点闭合，起动SF6低气压闭锁继电器，切断两套分闸回路，断路器不能进行分闸操作。低油压分闸闭锁是指断路器在合位，当油压降低时，行程开关（微动开关）接点闭合，起动低油压闭锁继电器，分闸回路中的低油压常闭接点打开，切断两套分闸回路，使断路器不能完成分闸操作。

图1 SF6罐式断路器闭锁回路

如图2所示压力监视回路1，厂家A生产的断路器保护装置其分相操作箱的压力监视回路设计为压力负控方式和压力正控方式两种，其负控方式压力电源设计为带有切换接点的供电方式，同时切换电源接点也有独立的端子。压力电源通过电源切换接点联到两组电源上，保证压力回路电源由两组跳闸电源之一提供，KM1有电时由KM1提供，KM1失电后自动切换到KM2。

如图3所示压力监视回路2，厂家B生产的断路器保护装置其操作箱压力监视回路设计与厂家A的稍有区别，厂家A的操作箱电源监视回路共用一个电源指示灯，通过一对电源切换接点来选择电源回路，而厂家B的操作箱电源监视回路用两个电源指示灯来分别指示两组电源的使用情况，通过两对接点来选择控制电源，其压力监视回路也较厂家A的简单。

3 存在问题分析

对于目前的断路器控制回路，它能够完成断路器的各种基本功能，但是根据国家电网公司的相关反措规定和继电保护人员多年现场工作经验可知，这种控制回路存在不可靠性，下面进行分析。

3.1 控制回路中存在的电源切换

图3 压力监视回路2

如果KM1控制电源回路发生短路故障，切换接点将从KM1切换到KM2电源回路，如果故障是永久性的，则接点又与KM2回路断开，从而导致压力监视回路电源失电，如果此时压力降低或异常，则闭锁回路不能可靠闭锁断路器分、合闸或重合闸操作。如图2所示，4YJJ按正常不励磁工作方式接线，而1YJJ、2YJJ、3YJJ正常时一直处于励磁状态，当压力降低时，继电器线圈被短接，继电器返回，但该回路仍然带电，且电压全部加在降压电阻上，其功率增大，因此必须及时处理，防止电阻过热，产生不良后果。

3.2 控制电源未与控制回路一一对应

每一套控制电源对应一套SF6低气压和一套低油压闭锁回路，对于有电源切换接点的控制回路，其两组电源通过切换接点公用一套压力闭锁触点，根据双重化配置原则，机构箱内低油压闭锁、SF6低气压闭锁都要实现双重化配置，以保证可靠性。

图2 压力监视回路1

3.3 原密度继电器不能提供足够的接点

断路器本体气室通常采用指针式密度继电器对SF6气体压力进行监视，当本体压力低时禁止分闸操作。其工作原理是：当SF6气室处于某压力值时，如果因环境温度变化引起了SF6气体压力的变化，则仪表内的温度补偿元件将对变化量进行补偿，使仪表指示值不变；只有当气体泄露而造成压力下降时，仪表的指示才发生变化。当压力降至报警值时，一对电接点接通，输出报警信号；当压力继续下降，达到闭锁值时，另一对电接点闭合输出闭锁信号。如图4所示为密度继电器接点。

图4 密度继电器接点

控制原理：当SF6气压低于某一定值时，L1、C1接点接通，发出补气报警信号；当SF6气压继续低至某一定值时，L2、C2接点接通，SF6低气压闭锁辅助继电器线圈带电，其串在分闸回路中的常闭接点打开，切断分闸回路，禁止断路器分闸操作。由于要实现双重化配置，第二套分闸闭锁回路还需要一付SF6低气压闭锁接点，而原来的密度继电器不能提供足够的接点。

4 改进方案

通过分析控制回路存在的问题及不足，总结归纳出以下解决方法。

4.1 拆除电源切换回路

对于3.1中的问题，解决方法是将图2所示的电源切换回路直接拆除，为了满足双重化配置要求应采用两套独立的控制电源供电，这样从设计上避免回路有任何电气联系，确保了供电可靠性。或是采用图3所示的设计方案，因为它的两个切换接点分别有两组电源的监视继电器提供，相互之间没有必然的电气联系，另外其回路也相对简单可靠。

4.2 改进回路，满足双重化配置

对于操作箱压力降低禁止跳、合闸回路，为了保证可靠性和简化控制回路，应将其拆除，而使用断路器机构内的接点。机构内有一套低油压分闸闭锁、一套油压低合闸闭锁、一套闭锁重合闸的触点，通过微动开关来控制接点的闭合，从而达到闭锁的目的。为了使分闸闭锁满足双重化配置，可将闭锁重合闸的触点改为第二套分闸闭锁，其闭锁原理和第一套闭锁回路一样。对于压力低闭锁重合闸，应该使用一对常开接点从机构箱直接接至断路器保护屏的闭锁重合闸开入端子，当有开入量时，装置收到开入信号，重合闸装置放电，不重合。由于控制电源为110V或220V正电源，而开入量为+24V弱电开入，所以须将110V或220V强电经光耦隔离转换为+24V，然后接至相应的开入端子。