霍扎水电站GIS断路器跳闸回路监视存在的问题及改进

2015-05-24郜晓辉

小水电 2015年1期

郜晓辉

郜晓辉

（邯郸市水利水电勘测设计研究院，河北邯郸056001）

在秘鲁霍扎（Huanza）水电站建设过程中，对于220kVGIS断路器跳闸回路监视，业主要求在断路器处于分闸状态时，仍能得到监视。针对业主提出的要求，分析了跳闸回路监视功能在不同工况下的工作原理，提出了将跳闸回路监视电路中断路器辅助开关常开接点与跳闸线圈互换位置，并在两者之间另接常闭接点用于分闸状态跳闸回路监视的改进措施；满足了业主的要求，取得了较好的效果。图3幅。

水电站；GIS；断路器；分闸状态；跳闸回路监视

1 概述

2 常用的跳闸回路监视原理

霍扎水电站地处南美洲的秘鲁，是由国内某公司总承包、我院作为设计分包的机电设备EPC项目，项目设计工作开始于2009年12月。

霍扎水电站工程位于秘鲁首都利马以东约130km处，为引水式水电站。电站装机容量2× 47.88MW，机端电压13.8kV，年利用小时数3837h，设计多年平均发电量3.674×108kW・h。发电机与主变压器采用扩大单元接线，发电机出口设断路器；升高电压220kV侧采用双母线接线，出线两回。220kV高压设备采用ZF11—252型户外封闭式组合电气（GIS）。

在常规保护中，采用合闸位置继电器（HWJ）常闭接点与断路器常开接点串联的方式构成跳闸回路断线监视（见图1）。当断路器处于合闸状态时，断路器的辅助常开接点（DL）闭合，若跳闸线圈完好，则HWJ中间继电器励磁，其常闭接点打开，“跳闸回路断线”回路不通；若跳闸线圈断线，则HWJ中间继电器无法励磁，HWJ的常闭接点闭合，“跳闸回路断线”回路接通，发跳闸回路断线信号［1］。

图1 常用的跳闸回路监视原理

当断路器处于分闸状态时，断路器的常开接点（DL）断开，不论跳闸线圈是否完好，FM→DL→HWJ→KDM都形成不了通道，“跳闸回路断线”回路始终不通。可见，传统的跳闸回路断线监视原理只在断路器处于合闸状态时才能对跳闸回路进行监视，在断路器处于跳闸状态时，则不能起到监视作用，不满足外方的要求。

3 送审的跳闸回路监视原理

霍扎水电站工程220kV高压开关设备采用国内某高压开关厂生产的户外GIS（封闭式组合电器）。GIS主变进线间隔、母线联络间隔及2个出线间隔分别装设断路器，断路器采用ABB生产的HMB—4型弹簧储能液压操作机构，分相操作。在生产厂家提交送审的断路器控制原理图中，断路器跳闸回路监视电路如下所示（以A相为例）（见图2）。

图2 送审的跳闸回路监视原理

该电路只在断路器处于合闸状态时，对跳闸回路进行监视。当断路器合上后，QF1A（断路器辅助开关常开接点）闭合，如果分闸线圈正常，则回路接通，X2∶28→YT1A→QF1A→K7→K6→L－形成通道。该通道通过二次电缆与保护装置中的HWJ串联，使装置中的HWJ中间继电器励磁，其常闭接点打开，装置不发信号。如果分闸线圈故障，则回路不通，保护装置中的HWJ中间继电器不励磁，HWJ的常闭接点闭合，装置发“控制回路断线”信号。回路中K6为断路器气室低气压闭锁，K7为断路器操作机构低油压闭锁。在断路器处于分闸状态时，则起不到监视作用。

4 问题的提出及影响

由于220kV目前是秘鲁电网最高电压，且霍扎水电站2条出线分别接入距离利马不远的2座220kV中心变电站，所以该电站220kV设备在秘鲁电网属非常重要等级，对其运行安全性要求高。上述提供的断路器跳闸回路监视在断路器处于分闸状态时，跳闸线圈没有得到监视。假设断路器长时间处于分闸状态，而跳闸回路又有故障，由于回路没有监视没能及时发现，当断路器合闸且恰巧合到故障上时，就无法跳闸，只能由断路器失灵保护动作，造成停电范围扩大。所以，秘鲁国家电网和项目业主都要求220kVGIS断路器处于分闸状态时，跳闸回路仍能得到监视，以便及时发现分闸线圈存在的故障并修复。

5 改进措施

针对秘鲁国家电网和业主提出的要求，认真分析了生产厂家送审的断路器控制原理图和控制回路接线图，提出了如下改进措施：

将图2跳闸回路监视电路中的断路器辅助开关常开接点（QF1A）与分闸线圈（YT1A）互换位置，并在两者之间另接断路器辅助开关常闭接点（QF2A），用于断路器处于分闸状态时跳闸回路的监视（见图3）。

图3 改进后的跳闸回路监视原理

当断路器处于合闸状态时，其监视回路信号通道同图1。

当断路器处于分闸状态时，QF1A（断路器辅助开关常开接点）断开，QF2A（断路器辅助开关常闭接点）闭合。如果分闸线圈正常，则X2∶18→QF2A→YT1A→K7→K6→L－形成通道，使保护装置中的HWJ中间继电器励磁，其常闭接点打开，装置不发信号。如果分闸线圈故障，则回路不通，保护装置中的HWJ中间继电器不励磁，HWJ的常闭接点闭合，装置发“控制回路断线”信号。

由于问题提出时设备已经发运到现场，需要厂家技术人员在现场修改断路器控制回路接线。所以，就该改进措施与生产厂家技术人员进行了沟通，厂家确认其断路器控制回路接线可以按此方法进行更改，且改进措施接线简单，便于技术人员现场实际操作，同意按此修改。