SF6开关改造相关问题及处理方法

冯宜焕

(大唐景泰发电厂，甘肃 白银 730408)

1 SF6开关改造的问题

某发电厂对一条线路开关进行更换，将运行多年的少油开关更换为某种SF6开关，在改造前发现开关控制回路与操作箱连接有一些问题。

SF6开关本身具有防止开关跳跃和三相不一致保护功能，而少油开关上则是通过开关操作箱来实现这些功能，这就导致改造后与开关操作箱的配合与使用存在问题。此外，需要注意在解决此问题时，首先要保证开关的分、合闸回路能正确操作，避免开关出现分合跳跃，同时还要方便运行人员正常监视及故障判断。

2 防跳回路

2.1 2种防跳回路的工作原理

操作箱防跳与开关本体防跳回路的工作原理是不同的。操作箱防跳的设计原则是采用串联防跳，其跳闸回路利用跳闸瞬间电流启动，合闸回路实现防跳的自保持，其原理如图1所示。开关本体防跳的设计原则是采用并联防跳，是利用合闸脉冲启动，合闸回路实现防跳自保持，其原理如图2所示。所以二者不能同时使用，只能保留其中之一，以免造成逻辑混乱。

2.2 2种防跳回路的比较

《电力系统继电保护及安全自动装置反事故措施要点》中要求，对于进口或引进技术制造的开关采用开关本体的防跳回路。开关本体的防跳回路有其独特的优势。

图1 操作箱防跳原理

图2 开关本体防跳回路与操作箱连接

(1)从原理上看，开关本体的防跳回路比操作箱的回路简洁，仅与合闸回路有关系，与分闸回路无关，这就大大提高了防跳回路的可靠性。

(2)开关的分合闸命令是通过开关回路与操作箱之间的长电缆连接的，在该电缆发生绝缘损坏引起和分合命令同时存在的情况下，操作箱的防跳失效，而开关的防跳此时依然能发挥作用。

2.3 解决办法

经过利弊分析以及执行反措要求，在开关更换中采用开关本体防跳，取消操作箱的防跳回路。

根据继电保护人员对现场2台断路器与保护的调试经验，以及与厂家技术人员的多次交流，特别是经过现场设备的长期运行及多次试验考验后，认为操作箱防跳的正确取消方案应该是，仅短接图1中合闸回路常闭接点TBJ3，而保留跳闸回路防跳继电器电流线圈以及其电压保持回路。这样做的主要原因在于，当跳闸脉冲接通防跳继电器电流线圈时，其重动接点闭合，此时跳闸脉冲消失，跳闸接点打开。如果没有此重动接点，当保护跳闸接点先于断路器辅助接点返回时，保护跳闸接点或手跳继电器接点必须承担断开跳闸回路电流灭弧的任务，极易烧坏保护跳闸接点。而有了此防跳继电器重动接点，就可以起到保护跳闸回路沟通，当断路器确实处于分闸位置时，由断路器辅助接点断开跳闸回路，承担灭弧任务，也同时保护了跳闸线圈。

另外，当断路器在合闸位置时，如果跳闸位置继电器线圈电阻以及线圈附加电阻与开关本体防跳继电器的线圈电阻不匹配，防跳继电器线圈的分压满足其自保持电压的话，将会使防跳继电器在合闸位置一直错误地自保持动作，而且此时跳位继电器也是带电。这样就使断路器在正常的合闸位置时，出现保护装置合位继电器与跳位继电器同时带电动作的现象，其后果是：

(1)开关合闸后，操作盘上出现红绿灯都亮的现象；

(2)开关合闸后，由于操作开关在合位，而TWJ又带电动作，使事故音响回路错误接通。

为了处理这一问题，查阅了类似回路的相关接线，有些是采用将TWJ线圈与合闸线圈回路断开后串联断路器的常闭接点的方法解决，但这种方法会失去TWJ监视合闸回路完好性的功能。因为TWJ除了正确地反映跳闸状态外，还有一个重要作用就是反映合闸回路的完好性，而合闸回路异常将使重合闸失效，这对电网的安全稳定运行是一大威胁。为解决上述问题，提出图2中所示的改进措施：在TWJ线圈上串断路器的常闭接点DL1，再和开关合闸回路连接。这样就确保TWJ只有在开关跳闸状态时得电，有效地解决了上述问题。

3 断路器三相不一致保护回路

3.1 开关本体三相不一致保护的优点

SF6开关本身具有三相不一致保护功能，其优点在于省去了长电缆连接的中间环节，简化了保护回路的接线。《电力系统继电保护及安全自动装置反事故措施要点》中要求，对于进口或引进技术制造的开关三相不一致保护采用开关本体的，其接线如图3所示。

图3 开关本体三相不一致保护接线

3.2 解决方法

对于三相不一致保护信号回路，既有常规信号监视回路也有NCS监控系统的信号监视回路，信号回路的选择需要考虑。从图3可知，用出口继电器的一对接点去发三相不一致动作信号，则信号监视回路必须具有信号保持功能，否则保护动作后无法记录，会给故障分析带来不便。但常规信号监视回路中，该接点直接接入不具备此功能，故选择接入具有信号保持功能的NCS监控系统。

在断路器本体操作机构中装设的各种接触器检验时，需要考虑这些元件的动作定值按保护专业要求还是按断路器专业要求。这些接触器在回路中的作用来看和操作箱中的相应继电器相同，而且三相不一致保护中的47T，47TX的误动或拒动将会造成电网的严重后果，和保护操作箱中的出口中间继电器同等重要。因此，对于这些接触器有必要参照继电保护中继电器的相关规定进行管理和检验。

继电保护规程中规定：跳闸出口继电器的起动电压不宜低于直流额定电压的50%，以防止在继电器线圈正电源侧接地时因直流回路过大的电容放电引起的误动作；但该值也不应过高，以保证直流电源降低时的可靠动作和正常情况下的快速动作，不宜大于额定电压的70%。

这些机构中的接触器常年暴露在外，工作环境恶劣，在运行中存在被误碰的可能，所以在运行维护时要多加注意。以前的少油开关机构箱中误碰继电器或接触器最多是误发信号，而SF6断路器则不同，误碰将会直接造成开关误跳的严重后果。

4 结束语

随着国产微机保护与进口或引进技术制造的SF6断路器的广泛应用，其与操作箱之间接口控制的合理性问题日显突出，尤其是随着断路器自身功能的逐步完善，过去由保护装置完成的一些功能，逐渐被断路器自身功能所取代。因此，对继电保护人员来说，掌握断路器自身功能的原理与接线方式，对保障电力系统的安全可靠运行有着重要的意义。

1甘景福.断路器本体非全相保护技术[J].电工技术，2006(8).