断路器合闸线圈烧毁的原因分析与对策

2014-02-24侯慧军

电力安全技术 2014年4期

关键词：接点合闸断路器

胡浩，侯慧军

(国网山东省电力公司检修公司，山东临沂 276000)

断路器合闸线圈烧毁的原因分析与对策

胡浩，侯慧军

(国网山东省电力公司检修公司，山东临沂 276000)

结合某电站一起220kV断路器拒合、合闸线圈烧毁的事故，找出了导致事故的原因，提出了几种可行的解决方法并分析了这些方法的优缺点，选择了最优方法进行了改造，取得了较好的实践效果。

变电站；断路器；合闸线圈

断路器是电力系统中最重要的控制和保护设备，无论系统处于何种状态(空载、带负荷或短路故障等)，当要求断路器动作时，它应能迅速、可靠地动作，及时将系统中的故障切除，以防止扩大事故范围以及对设备造成伤害。断路器能否正确动作，除了与机械结构的性能有关外，还与跳合闸线圈及相应的跳合闸回路是否完好有着密切的关系。因此，保证跳合闸回路的完好十分重要。

1 事故原因分析

2013-04-16，500kV 沂蒙站 220kV 蒙相 Ⅱ线更换线路保护设备。在接线工作完成后，对保护装置进行调试。在进行断路器合闸传动时，断路器拒合，保护屏上的OP灯没有指示。现场检查发现，断路器三相合闸线圈均烧毁。更换新的合闸线圈后重新进行合闸，断路器仍然拒合。

1.1 继电器拒合的原因

检查确认合闸回路导通，故初步判断是机械故障造成的断路器拒合。进一步检查断路器结构发现，合闸滚子和合闸掣子表面有凹凸现象，故判断可能是由于合闸滚子和合闸掣子之间长期的摩损导致二者脱离时的摩擦力增大，引起转动困难，造成合闸电磁铁带电保持而使断路器拒合。

1.2 合闸线圈烧毁的原因

220kV蒙相Ⅱ线的保护装置为南瑞继保电气有限公司的产品，型号为RCS-901A，操作箱型号为CZX-12R2；断路器为杭州西门子有限公司的产品，型号为3AP1-F1，采用三相一体操作结构。图1为断路器合闸关联控制回路简化示意。当手合、遥合或保护启动断路器合闸时，接在第1组直流电源回路中的合闸继电器1SHJ动作，启动合闸回路。断路器合闸控制回路如图2所示(以A相为例)。图2中，11YJJ为压力降低闭锁合闸接点，正常时闭合；DL为断路器常闭辅助触点，断路器闭合时断开；HQ为合闸线圈；1TBUJa、2TBUJa为防跳继电器；SHJa为A相合闸回路自保持继电器；12TBIJa、22TBIJa为启动防跳继电器辅助接点。当合闸滚子和合闸掣子脱离时的摩擦力增大而引起转动困难时，会造成断路器不能合闸，DL常闭接点不能断开，使合闸回路一直处于导通状态，造成合闸线圈HQ长时间通电而烧毁。

图1 合闸关联控制回路示意

2 采取的对策分析

在原有的断路器合闸控制回路下，当辅助接点ZHJ或辅助接点1SHJ早于DL辅助接点断开时，辅助接点ZHJ、1SHJ可能烧毁，所以需要保持到合闸回路导通直至断路器合上、DL接点断开为止。因此，合闸回路通过SHJa来实现合闸过程中的自保持，以防止ZHJ、1SHJ辅助接点早于断路器辅助接点DL断开。为了防止因断路器拒合或断路器辅助接点接触不良而烧坏合闸线圈的事故再次发生，可以通过以下几种途径来实现。

图2 A相合闸控制回路

2.1 利用原始的合闸回路

当断路器拒合时，应以最快的速度切除直流控制电源，以防止烧毁合闸线圈。这种方法比较简单，但是在做传动试验时，需要有专门的人员配合，若配合人员的反应稍慢或操作不及时，合闸线圈就可能被烧毁。

2.2 利用断路器本体的防跳回路

断路器本体的防跳回路如图3所示，其中S8为远方/就地切换把手，S9为就地合闸按钮，DL为断路器辅助接点，Y1为断路器合闸线圈，K10为断路器总闭锁接点，K75为防跳继电器。在合闸回路中通过防跳继电器K75实现防跳功能，而合闸回路本身不带自保持功能，以避免因断路器拒合或断路器辅助接点接触不良而烧坏合闸线圈。

这种方法也存在一定缺陷：当断路器拒合或断路器辅助接点接触不良时，缺乏一个相应的反馈回路，不利于迅速处理故障；其次，若操作人员误长按手合按钮，则可能导致合闸线圈烧毁。此外，若重合闸装置的动作返回时间早于断路器辅助接点的动作时间，也可能造成ZHJ或1SHJ辅助接点被电弧烧坏。

2.3 利用断路器合闸回路延时

为防止断路器操作中断路器拒合或烧毁线圈，对断路器原合闸回路进行改进(见图4)，从而可以在断路器发出合闸脉冲之后延时跳开合闸回路。在原合闸回路中增加合闸时间继电器T1，一般情况下由于合闸接点闭合到断路器辅助接点动作的时间不超过0.2s，所以取 T1为0.3s。从保持继电器1SHJ接点闭合启动时间继电器T1时开始计时，若合闸回路自保持超过0.3s，T1动作，分开合闸保持回路，从而避免合闸线圈烧毁。同时，电压继电器XTVJ动作，发出断路器失灵或断路器辅助接点告警信号。信号回路具有自保持功能，能通过按钮SB复归。

图3 断路器本体的防跳回路

这种改进方法，可以有效解决因断路器拒合或断路器辅助接点接触不良而烧毁合闸线圈的问题。由于串接在合闸回路中的是时间继电器的常闭接点，即使时间继电器坏掉，也不影响合闸回路的操作，同时还可对断路器的机械性能和辅助接点的接触良好性起到监视作用。但应该引起注意的是，时间继电器的选择要适当，以防止断开保持回路时烧毁自身接点。