220 kV 断路器失压信号误动作故障探讨

牛晓男，牛巧燕

（国家能源集团费县发电有限公司，山东 临沂 273400）

0 引 言

断路器是电网系统的主要部件，其正常运行能够使得电网系统工作达到稳定状态，因此要确保断路器始终处于良好的工作状态。对于断路器，其母线具有多种不同的连接形式，当前应用较多的方式主要是双母线。采用双母线进行连接的断路器，每根母线在工作过程中互不干扰而进行并列运行。为确保电网系统运行过程中的电压能够准确对应，就要结合系统运行的特点采取有针对性的控制措施，避免误动作的出现；需要将电路系统中的二次电压的回路系统经过与母线侧开关的相互关联，实现准确的切换，并保证保护装置系统与隔离开关母线处的电压相当。

在电路正常运行的过程中，双母线上设置的两个隔离开关仅有一个处于合位的状态，而当线路出现停电的情况时，两隔离开关处于分位状态。为实现倒闸操作，需要满足线路用电的供应，这两个隔离开关才会同时处于合位状态，但是这个过程持续的时间往往非常短。为实现对隔离开关的实时监控和检测，需要一对一的设置遥感信号系统，对“继电器切换”和“TV失压”两种方法进行同步切换。当电压切换箱中的两个隔离开关同时处于合位的状态时，遥信信号上就会显示“切换继电器同时动作”的状态；当断路器处于合位状态且两个隔离开关同时处于分位状态时，遥信信号上就会显示“TV 失压”。这表明线路保护处于正常的工作状态时，若采样的交流电压突然失去，就会影响后备保护功能的顺利实施。

通过对“TV 失压”信号的整个发出过程进行系统全面的分析发现，其所发出的信号存在两种不同的状态。（1）当中间继电器的电源形成消失状态后，导致电压回路系统中的接点位置切换可实现高效化实施，并针对“TV 失压”信号的传递，应确保信号发出过程中的高效化运用；（2）在电压切换的过程中，应满足触点开关作用过程中的实际位置，实现准确的触点反应，否则会造成“TV 失压”信号动作的出现。

1 故障概况

某550 kV 变电站中的220 kV 出线断路器在进行更换操作的过程中，通过监控系统能够发现“非全相保护动作”信号进入到显示状态，并且伴随有“TV失压”信号的同步显示。通过对线路进行系统全面的检查发现，其中断路器的状态始终处于备用阶段，且如果没有进入相应的工作状态，会导致使用过程中的非全相功能压板损坏。当电网系统中的三相断路器都处于分位状态时，通过断开其中的U 相断路器，能够在监视系统中发现出现了相应的“非全相保护”和“TV 失压”的信号动作[1]。

2 TV 失压信号发出逻辑及导致误发原因分析

电网系统采用双母线进行连接时，可针对实际的连接方式进行分析，对于保护线路而言，为了能够对整个电网系统采取科学合理的保护措施，就要对母线工作过程中的电压变化情况进行实时的监控。因此，为了能够及时了解母线中的电压，就要对母线中的电压进行有效的输出。通过将Ⅰ和Ⅱ母线连入到电压切换箱中，就能通过电压切换箱将母线上的电压及时反馈到相应的线路保护装置中，线路保护装置就能根据电压的实际情况采取相应的控制措施。为了确保电压切换箱功能的顺利实现，就要对其中的两个隔离开关位置进行系统全面的了解，其具体的实现方法如图1所示。

图1 中101 和102 分别代表了电源进行切换的正负电极位置，结合实际情况进行切换操作，切换电源的方式可分为继电保护和自动化控制两种。1YQJ1和2YQJ1 分别表示电压切换过程中的继电器装置，在实际的工作过程中，会由于受到Ⅰ母线和Ⅱ母线隔离的作用，导致励磁能否实现与其辅助化的触点控制有关。当这两个中间继电器正常工作时，Ⅰ和Ⅱ母线中间的隔离开关处于闭合状态，在此状态下，1YQJ1和2YQJ1 中仅可实现其中一种励磁，而图1 中隔离开关与辅助性的触点进行关联，使得其经常处于常闭状态，进而结合隔离开关的分位状态，实现整体性 的应用。

图1 电压切换回路原理示意图

2.1 TV 失压信号的发出逻辑

图2 为“TV 失压”信号传递的原理图。

图2 TV 失压信号发出原理示意图

其中，1YQJ1 和2YQJ1 中的接触点的位置主要位于图1 中的电压切换箱中，HWJ 继电器的接点位置主要位于对应的切换箱结构中。在一定的操作状态下，11HWJ 和21HWJ 可实现有效的串联监视，并且可结合J701 式的测控装置系统，完成对整个电压切换装置中的具体接点状态的合理化应用。在实际的操作箱串联操作的过程中，应以HWJ 式的继电系统状态为主，符合实际位置的要求，当前面涉及到的接点都处于接通的状态时，系统就会发出对应的“TV 失压”信号。图2 中的1YQJ1 和2YQJ2 的非双位置继电器的常开和常闭接点位置在Ⅰ和Ⅱ母线侧对应的隔离开关接触，那么HWJ 的常开触点处于合位状态时，其常闭状态可实现自动化控制，具体的状态如图3 所示。

2.2 TV 失压信号误发原因分析

由于“TV 失压”信号的发出过程与HWJ 继电器之间的关系密不可分，为了探究失压信号的误发原因，就要对HWJ 继电器工作过程中的励磁状态进行系统全面的分析研究。在图3 中，结合非全相功能试验，满足试验对象为继路器，且在投入使用的过程中，由于非全相功能试验研究的内容，压板结构YTB2 会缺少对应的缺口YTB1，因此当三相继路器处于对应的分位状态且对应U 相继路器处于关闭状态时，能够满足U相和V 相的断路器系统结构分位状态，同时断路器系统及结构的稳定性可实现非全相状态的合理化应用。因此，在对应状态下，47TX1 继电器可与对应的内容并联，形成励磁现象[2]。同样，47TX1 继电器系统及结构也会发生励磁反应，此时应将47TX1 继电器的常开接点系统进行疏通，确保实际的工作过程能够顺畅。由图3 可知，在U 相继电器系统发生合位的过程中，继电器系统不稳定能够引起DLA 系统的闭合，且可通过负电102 系统，使得整个的47TX1 接点位置及体系结构处于常闭状态，进而通过接点，可串联如下的下口位置，如11HWJa、11HWJb 以及11HWJc 继电器对应的下口位置。因此在这些继电器对应下口位置进行励磁反应时，可对其进行备用式的状态分析。例如，在母线的测点位置，两隔离化开关处于分位状态，如图2 所示，易发生接点位置的闭合，进而导致“TV”失压现象发生。

图3 跳闸回路和非全相回路示意图

3 断路器失压信号误动作故障的应对措施

通过综合分析可知，当跳闸回路中对应的继电器接点呈现闭合状态时，整个HWJ 中间继电器无法从实际反应的断路器系统中找到对应的准确化位置，因此会导致整个的“TV 失压”信号出现一定的误动作[3]。为了避免断路器失压信号误动作故障的发生，就要对断路器的实际位置进行准确判断，结合断路器实际的工作状态，提出了如下应对措施。

3.1 取断路器实际位置

HWJ 继电系统在试验状态下，可由对应的寄生回路系统对整个的断路器系统及结构进行实际位置的定位精确化分析，通过对电缆至断路器机构之间的断路器辅助触点位置进行定位，就能间接获取断路器的实际位置[4-5]。通过对断路器的二次接线原理图进行系统全面的分析研究，就能看出断路器辅助触点位置能够通过其中的分合闸控制回路、对于非全相保护的回路进行遥信录波的合理化分析。此外，应结合对应的辅助设备，合理控制常开触点，并用于对应的TV 失压遥信回路反应，因此能够针对断路器的实际位置获得准确的地理位置。

通过采取该方案，能够略过其中的中间继电器，进而直接获取断路器在电路中的实际位置。但是不可忽视的是，该方案需要增加一定的电缆铺设量，即在保护室与设备区之间需要进行电缆铺设，并且为了避免新旧电缆之间发生混淆，还要将电压切换箱至操作箱之间的旧电缆拆除，整个电缆的安装和拆除工作量较大。

3.2 断路器位置采用TWJ 继电器接点

HWJ 继电器在实际的工作过程中会受到寄生回路不同程度的影响，当电路处于非全相的状态时，无法对断路器的位置进行准确的反映，但是合闸回路中的TWJ 继电器就能有效避免这些问题的发生，改进后TV失压信号发出原理如图4 所示。

图4 改进后TV 失压信号发出原理示意图

通过对CZX12R1 操作箱的结构进行系统全面的分析研究后发现，TWJ 继电器设置有相应的备用接点，其具体的结构形式如图5 所示。通过将n93 和n94 端子接入到遥信回路中就能实现对断路器位置的准确定位。

图5 CZX12R1 中HWJ 备用接点示意图

该方案在实际的操作过程中相对简单，由于不需要进行电缆的铺设，整个实施过程的工作量相对较小，只要将CZX12R1 操作箱中原有的HWJ 继电器接点替换为TWJ 继电器接点就能实现，整个改造过程耗时较短，易于实现[6]。

3.3 跳闸回路的改进

本文中对应断路器结构，在跳闸的过程中，可加入对应2 个断路器系统，且处于常开的辅助式触点结构中，当电路系统处于非全相状态时，其中47TX1 常开接点就会进入闭合状态，结合一定的寄生回路，以避免负电102 经寄生回路的变化导致的HWJ 继电器系统的励磁反应，同时应依据跳闸回路进行如图6 所示的改善。

通过对回路进行的改进，当其中的U 相断路器处于闭合状态时，DLA 和47TX1 接点也对应实现闭合状态。针对负电系统来说，其负电102 即可实现回路串联，并返回到之前的位置，但是对于V 和W 对应的接点下口来说，其可串联的对应断路器结构可实现触点呈现闭合状态，并使得DLB 和DLC 之间的接点处于分位状态。在整个接点体系中，通过一定的隔离式操作，可实现和形成对负电继电系统的合理化应用。例如，对11HWJb 和11HWJc 继电器的下口位置进行合理化分析，继电器就不会进入到励磁的状态，避免了“TV失压”信号的误动作[7]。

该方案的优势在于不用对电缆进行敷设工作，通过三相断路器将47TX1 继电器上常开接点位置进行移动，并合理化的控制断路器辅助系统触点的位置分析，结合实际的改进工作，确保了实际操作过程中断路器系统的稳定。

图6 改进后的跳闸回路示意图

4 结 论

断路器是电路的重要组成部分，对于确保电路的稳定运行具有十分重要的作用。但是断路器在实际的工作过程中，难免会出现各种不同的故障，其中断路器失压信号误动作故障所造成的影响较大[8]。因此，需要对断路器进行系统全面的分析研究，并结合断路器实际的工作情况，制定有针对性的改善措施，进而避免断路器失压信号误动作故障的发生，为电路的稳定运行提供可靠保障。