电气机械联动分析论文

2022-04-19

[摘要]涉网断路器是电厂与电网连接的重要单元,在电力系统中起调整运行方式及对系统中的故障隔离作用。目前分为两类:三相机械联动断路器三相共用一台操动机构,相间通过机械连杆连接,实现同时分合;分相电气联动断路器每相配置独立操动机构,实现电气联动。根据25项反措要求,新建220kV及以下用于并网的断路器必须具备三相机械联动。下面是小编为大家整理的《电气机械联动分析论文(精选3篇)》的相关内容,希望能给你带来帮助!

电气机械联动分析论文 篇1:

对高压断路器设备故障的几点分析

【摘 要】高压真空断路器在我国供电系统中的应用始于1978年,其重量轻、结构简单、使用寿命长等优点很快被电力部门运行、检修和技术人员认可。早期国内生产的高压真空断路质量不够稳定,操作过程中载流过电压偏高,个别真空灭弧 室还存在漏气现象。所以了解高压断路器设备故障产生的原因,对高压断路器设备的发展起举足轻重的作用。

【关键词】高压断路器;故障;分析;比较

随着机械技术的不断发展,高压断路器设备的装用量将大幅度上升,了解高压断路器设备的故障原因,采取积极的防范措施,对提高电网供电的可靠性是很有帮助的。

1.高压断路器设备常见故障的分析

1.1绝缘事故

绝缘事故的主要原因:一方面是高压断路器的绝缘件设计制造质量不符合技术标准的要求,拉杆拉脱,使运动部分操作不到位。另一方面是高压断路器在安装、调试、检修过程中工装工艺不到位。所以,严格高压断路器工装工艺流程、外购件检验、装配环境清洁度以及必备的检测手段等是杜绝绝缘事故发生的重要措施。必须引起设计、制造和应用部门的高度重视。

1.2拒动、误动事故

拒动和误动事故是指高压断路器拒分、拒合和不该动作时而乱动。其中拒分事故约占同类型事故的50%以上,是主要事故。分析其主要原因是因为制造质量以及安装、调试、检修不当,二次线接触不良所致。因此,使用部门应该和制造部门有机地结合起来,尽可能使高压断路器的设计定型、材质选择、必备的备品备件、工艺要求、调试需知等合理、实用,将人的行为过失可能发生的事故局限在先,做到防患于未然。

1.3开断与关合事故

开断与关合事故是油断路器在开断过程中喷油短路、灭弧室烧损严重、断路器开断能力不足、关合速度后加速偏低等所致。因此,在高压断路器的安装、检修、调试过程中,重视油断路器的排气方向、动静触头打磨、灭弧室异物排除、断路器开断能力的核定与选型、合分速度特性的调整等,以遏制开断与关合事故的发生,切勿疏忽大意。

1.4截流事故

截流事故发生的主要原因多数都是由于动、静触头接触不良引起的,主要原因是动静触头或者隔离插头接触不良,在大电流的长期作用下过热,以至触头烧融、烧毁、松动脱落等。所以,对于高压断路器触头弹簧的材质选择与热处理、触头压力的调整,是防止截流事故发生的重要技术措施。

1.5外力及其它事故

外力及其他事故主要是指操动机构的漏油、漏气、部件损坏以及频繁打压、不可抗拒的自然灾害、小动物短路。主要原因是密封圈易老化损坏,管路、阀体清洁度差,接头制造及装配质量不良等。此类问题,多年来一直是困扰国产高压断路器可靠运行的老大难。

1.6真空断路器的事故

高压真空断路器以自身优越的开断性能和长周期寿命的优势,普遍得到了使用部门的认可。

随着高压真空断路器的广泛应用,改进之后的新一代真空断路器普遍使用纵向磁场电极和铜铬触头材料,对于降低短路开断电流下的电弧电压、减少触头烧损量起到了积极的作用;但是,由于灭弧室及波纹管漏气,真空度降低所造成的开断关合事故,呈上升趋势,不容忽视。此外,对于切电容器组出现重燃、陶瓷真空管破裂仍时有发生,同时当前真空断路型号繁杂、生产厂家众多,产品质量分散性大,给使用部门的设备造型和运行造成了一定的难度。

1.7 SP6高压断路器的事故

SP6高压断路器以良好的绝缘性能及优越的灭弧介质而被广泛的应用于电力系统的各类电压等级的开断设备中。国产SP6高压断路器存在的共性问题是:漏气、水分超标、灭弧室爆炸、绝缘拉杆脱落、断裂、击穿、水平拉杆断销等。拉杆脱落必然要发生重大事故,必须重视;罐内灭弧室内的异物或者零部件的脱落,都将引起高压断路器内部绝缘的击穿、闪络。所以,努力提高SP6高压断路器装配环境的清洁度和严格工艺过程的控制,对于确保设备安全运行至关重要。

1.8隔离开关的事故

隔离开关由于触头接触不良、局部过热烧融、绝缘子断裂和机构卡涩等问题,是长期以来困扰隔离开关安全运行的问题,据有关资料介绍,当前此类问题仍很严重。这就需要从设备设计、制造、运行、维护、管理等各个环节齐抓共管,标本兼治,从根本问题上着手来克服这一被动局面。

2.高压断路器电气与机械联动的可靠性比较

高压断路器在电力系统中起控制和保护作用,其性能的可靠与否关系到电力系统的安全、稳定运行。为降低非全相分合闸情况出现,有的场所需要用三相机械联动。有的用户更直观地判断三相机械联动断路器可靠性远大于电气联动的断路器,但实际情况却需要具体分析。

2.1电气及机械联动

三相电气联动的高压断路器一般采用三个独立操动机构,通过汇控箱使机构之间通过电气联接来实现三相联动,各相机构传动输出轴直接与极柱相连;在保护装置上,采用三相位置不一致继电器启动跳闸。

三相机械联动的高压断路器一般采用一个操动机构,断路器三个极柱与操动机构之间通过操作杆联接。

2.2故障的分析比较

(1)机构与本体之间出现故障的可能与电气联动相比,机械联动的断路器安装要困难得多。它需要在三极之间进行准确的调整,才能确保三极之间的机械联接在允许误差范围之内并保证其同期性。一般情况下,由于现场施工条件比较简陋,断路器基础及支架尺寸也会有偏差,再加上施工人员技术素质不同,很难满足安装的要求。电气联动操动机构由于机构与断路器极柱直接连接,出现该故障的机率就少多了。

其次,对于机械联动机构,各极上的力和能量的传递是不一样的,离机构最近的一极将承受比较大的机械应力;各极之间的振动也不一样,离机构最近的一极,其振动程度最严重。此外,由于大气温度的变化,金属会热胀冷缩,连杆长度的变化会使断路器的分合闸时的位置发生改变,而这种改变的后果是严重的。

最后,机械连杆内部的应力会随着相间距离的变化而增大。一般与dA成正比(1≤A≤2)。线性变形时(如变形或伸长),A=1;非线性变形时(如:膨胀),A=2。试验表明,当相间距离小于2.5m时,应力还处在可接受的范围内。但是,当相间距离超过2.5m时,应力和变形就会对断路器的可靠性和稳定性产生影响。并且,由于SF6断路器开距要远小于少油断路器,因此机械传动上的微小差异,即对断路器性能造成很大影响。

(2)机构本身故障可能性。

弹簧机构断路器的故障次数要远低于液压和气动机构断路器的故障次数。但三相联动机构与电气联动机构相比,前者所需操作功比后者要大的多,产生的应力和振动就大,对机构的破坏就大。当然,对各制造商来说,其产品性能与其制造质量、工艺水平有很大关系,用户可以选用年平均故障率低、质量可靠的制造商的产品以降低故障率,但总的说三相联动机构故障率远大于电气联动机构故障率。

三相机械联动故障率大于三相电气联动机构,在没有特殊要求的情况下,应尽可能选用电气联动机构的断路器;110kV及以下断路器相间距离一般小于2000mm,采用三相机械联动的方式比较适宜;220kV及以上断路器,相间距离一般为3000-4000mm,采用三相电气联动机构比较适宜。

作者:李艳君

电气机械联动分析论文 篇2:

220kV三相机械联动断路器改造方案的应用

[摘    要 ]涉网断路器是电厂与电网连接的重要单元,在电力系统中起调整运行方式及对系统中的故障隔离作用。目前分为两类:三相机械联动断路器三相共用一台操动机构,相间通过机械连杆连接,实现同时分合;分相电气联动断路器每相配置独立操动机构,实现电气联动。根据25项反措要求,新建220 kV及以下用于并网的断路器必须具备三相机械联动。电网及机组的安全性,进行了2号机组出口并网断路器由电气联动到三相机械联动的改造,期间克服了自主设计方案、安全距离不足、SF6气体回收、地基重筑等难题,过程中未发生不安全事件,运行至今安全可靠。

[关键词]高压断路器;电气联动;机械联动;气体回收;地基重筑

1 概述

涉网断路器是电力系统中主要的电力隔离设备,当系统正常运行时,它能切断和接通线路及各种电气设备的空载和负载电流;当系统发生故障时,其与继电保护配合,能迅速切断故障电流,防止扩大事故范围。

三相机械联动断路器三相共用一台操动机构,相间通过机械连杆连接,实现三相断路器的同时分合;电气联动断路器每相配置独立操动机构,可实现电气联动,若在汇控箱中增加联动操作继电器同时用电缆将三相操动机构连接起来,可实现三相电气联动操作。对于两类断路器的选择,根据反措施中的规定,新建220 kV及以下用于并网的断路器必须具备三相联动。如果是仍使用电气联动,需要增加防非全相保护,防止缺相操作。

2 非全相合闸事故案例分析

A电厂330 MW机组发电机在同期并网过程中,发现出口断路器显示未合闸,但机组负荷仍可上升。在负荷达到16.85 MW·h,断路器非全相保护动作,此时,C相电流仍显示为18.7A,A、B相电流均为0。此次事故中,若断口闪络保护未及时动作使发电机及时解列,将会导致发电机定子三相电流严重不平衡,造成转子表面发热、使转子产生振动,严重时会发生烧坏转子线圈,折断大轴等一系列严重的后果,同时也给电力系统的安全运行带来了极大的威胁。

3 两种不同动作方式断路器概况

以国电内蒙古东胜热电有限公司为例,现有2台330 MW火电燃煤机组,厂内采用220 kV双母双出线连接方式,机组出口采用河南平高廠生产的LW10B-252型SF6灭弧断路器,每极均有一套独立的液压系统,实现三相电气联动及分相自动重合闸等操作。为防止非全相并网采取三相断路器位置接点并联构成电气非全相回路。2020年,根据《25项反措》要求为防止机组并网断路器单相异常导通造成机组损伤,防止非全相合闸造成机组事故,将#2机组出口202断路器由分相式改为ABB公司生产的HPL245B1-3P三相机械联动式结构断路器。

4 过程难点分析

4.1 微毒气体回收

公司原采用LW10B-252型SF6灭弧断路器,利用SF6气体作为灭弧介质。这种气体是《京都议定书》中规定减排的6种温室气体之一,在吊装拆除过程中极易发生SF6气体泄漏而污染环境,且原断路器中SF6气体压力约为0.6 MPa,如不提前泄压,改造作业过程中存在人身安全隐患。

4.2 拆卸及运输

公司#2机组出口202三相断路器在该厂220 kV升压站中的地理位置为母联三相断路器与出线三相断路器中间,作业空间受限严重。在#2机组检修期间,母联断路器间隔与出线断路器间隔均处于运行状态,考虑到220 kV的安全距离为3 m,吊车的安全距离为6 m,因此吊车摆臂运动的范围必须进行精确严格地规划。

4.3 受力方式不同

原电气联动的断路器在分合闸时动触头是垂直动作,因此断路器的受力点方向为垂直地面向下,因此地脚螺栓主要起固定作用,断路器动作受力于地基。新改造的三相机械联动的断路器承受的是横向拉力,地脚螺栓将承担起断路器动作产生的力,因此改造中需更换受力更强的地脚螺栓。由于断路器至发电机机端电流互感器采用的是硬质管型连杆,为保证固定夹件与连杆的贴合面积更大,减少因贴合面松紧度不同导致的局部发热,则要求更换后新的断路器夹件高度与发电机机端电流互感器夹件保持水平。由于新断路器本体较之前断路器本体高出20 cm,因此需要重筑地基将断路器本体的高度差补齐。

5 难点解决方案

5.1 微毒气体回收

LW10B-252断路器拆卸前应首先释放合闸操作液压;使断路器处于分位且传动机构不带压状态。拆下断路器密度继电器及操作机构所涉电缆。此时断路器作好了拆卸准备,在正式拆卸前需将微毒的断路器SF6气体进行回收,本次回收气体采用的是抽真空的方式,使用气体回收装置把气体抽至回收装置自有气罐,直至断路器灭弧室内气压小于0.125 MPa(绝对压力),检查无泄漏后加压充至废气瓶。

5.2 拆卸及运输

在考虑不损坏原断路器整体结构以做备用的情况下,原分相斷路器的拆卸吊装采用整体吊装方式,使用吊车将断路器本体连同其操作机构箱共同吊起,移动至过道处后倾倒放置。吊装过程中作业人员将绑带固定于母线接线端子处,两侧设置专人绑扎绑带拉伸,以防柜体摆动。

但由于该厂升压站设备排布紧凑,空间位置不足,在运输断路器的过程中无法使用大型装载车辆。为此,该项目负责人仅采用小型叉车,将断路器操作机构箱的底部紧紧抵靠在车身上,将绑带一端拴在断路器顶端,另一端挂在叉车升降杆上调节紧力,利用三角形固定法走Y形路线将旧断路器整体移出升压站。

5.3 改造受力方式

根据对侧CT水平位置及高度,首先利用激光测距仪测量CT距地基水平位置及高度,以确保连杆水平放置。移除原地基约3/4后,已满足预埋地脚深度,故保留了原地基底下1/4以用来植筋,植入8根主筋及辅筋围成鼠笼。使用激光水平仪及拉绳使三相断路器横、纵(CT水平位置)交汇确定每相断路器的中心点且根据新断路器间距设计相间3 m。待植筋胶彻底干透后使用拉力器做植筋拉伸试验,确保植筋稳固。根据所找中心点确定4个地脚螺栓的固定位置并绑扎牢固;地脚螺栓固定完毕后放置围板,用以浇筑,地脚浇筑完毕后需每天浇水养护7日,浇筑混凝土存样留检强度。存样混凝土检验后符合强度要求方可进行新断路器安装。

5.4 安装详解

新筑地基养护、检样完毕,此时将断路器基座与瓷瓶分体组装并利用地脚螺栓调整支架上部水平高度。吊装新断路器本体时,在断路器顶部绑好吊带,此时应注意不能将吊带系在绝缘子表面,拖拽顶部将断路器立起断路器瓷瓶。

5.4.1 安装相间横向拉杆

每相断路器柱在出厂前都已设置到一个基准位置,在组装动作连杆和断路器柱间的操作拉杆时,将断路器柱调节到正确的分闸位置。检查合闸拐臂的闭锁掣子上的锁档应靠着合闸掣子滚轴上。

5.4.2 组装机构箱拉杆

每个断路器柱在出厂前都已经过设置,其合闸和分闸位置已定。按以下步骤进行调整:手动使操作杠杆(3)和操作机构(2)的拉杆向合闸位置移动,直到拉杆(5)可以放在耦合连接头和操作机构拉杆之间,同步地将拉杆拧紧固定到操作机构的拉杆(2)(右旋)和极柱的耦合连接头(4)(左旋)上。每个锁紧螺母(8)的下面加两个弹簧垫圈。转动拉杆(5)以使它的长度减小,同时使操作杠杆(3)移向分闸位置。当操作杆(3)在分闸位置,且校正孔(7)正好与机构箱上的预留孔对齐时,拉杆达到了合适的位置。用6毫m直径的杆检查孔是否对齐,检查拉杆(5)是否旋过检查孔(9和10),锁紧螺母的紧固力矩是300 N·m。

5.4.3 组装相间拉杆

把锁紧螺母(2和3)旋到拉杆(4)上的螺纹端部,并将2个螺母(3)相互拧紧。在拉杆的右侧末端装2个弹簧垫圈并把拉杆(4)在连接件(1)上拧入2圈,用方形卡片和自锁螺钉(5)将轴销(6)锁死,用22.5 N·m的力矩紧固自锁螺钉(5)。从B相拆下带有方形垫圈的自锁螺钉(9),轴销(10)和连接件(7),并在拉杆(4)上旋转2圈,将连接件插入转动臂的夹叉中,转动螺母(3)使拉杆(4)旋入B和A相的连接件,使连接件之间的距离靠近。当转动臂(8)和连接件(7)上的孔互相对直时,装上轴销(10),用方形卡片和自锁螺钉(9)将轴销(10)锁死,用22.5 N·m的力矩紧固自锁螺钉(9)。组装好轴销和紧好自锁螺母和卡片以后,继续以相同方向旋转拉杆,当转动臂拉向合闸位置(向右)和B相的分闸弹簧收紧时,力矩将增加。

当调直检查孔(2)和转动室上对应的孔对直时,用螺母(1)锁住拉杆,用300 N·m的力矩紧固螺母。以同样的方法组装B相和C相之间的拉杆,如图1所示。

5.5 三相机械联动断路器的调试试验

三相机械联动断路器安装完毕后,安装人员对断路器进行了现场测试:①在出厂试验电压(460 kV)的80%下进行现场加压(368 kV)1 min,加压前后各相阻值均未有明显变化(120 GΩ)。②进行机械特性及动作时间试验时,动作时间在20±2 ms之间,满足规程要求。③断路器额定出厂SF6灭弧压力0.7 MPa,报警压力0.62 MPa、闭锁压力0.6 MPa,微水含量不超过250 ×10-6,现场试验合格。

6 结束语

简述运行中电厂为了进一步提高机组运行稳定、保障电网安全、防止机组并网断路器单相异常导通造成机组损伤等,将并网的断路器由三相电气联动改为三相机械联动式结构。在施工过程中存在安全距离不足、旧断路器拆除时SF6气体回收、新旧断路器尺寸不完全一致、新旧地基应力不同等问题,为此,我厂提出了以上解决方案。

此次断路器改造历时15日,其中地基养护7日,改造后设备配合运行状况良好,并网一次成功,达到了预期效果。证明此方案行之有效,可供借鉴参考。

参考文献

[1] 石占海.110 kV高压断路器为何多采用三相机械联动[J].科学时代,2014(3):1-2.

[2] 牛磊.机组并网断路器重合闸问题分析[J].百科论坛电子杂志,2019(2):535.

[3] 杨晓琳,蔡巍,李帆.浅谈电网SF6气体回收处理[C].中国电机工程学会年会.2010.

[4] 范立滨,孟祥江.论高压断路器电气与机械联动的可靠性[J].黑龙江科技信息,2007,(23):21-21.

[5] 郭贤珊,李伸夫,陈轩恕.断路器操动机构在线监测参数的选择[J].高压电气,2002(38):24-25.

作者:艾思维 赵俊杰 吴秀峰 康佳 韩继承

电气机械联动分析论文 篇3:

一起220kV母联断路器二次回路缺陷分析与处理

摘要:目前,在深圳电网的应用中,220kV母联断路器充电、过流保护基本由220kV母差保护来实现,220kV母联保护屏中仅保留220kV母联断路器三相不一致保护及母联开关操作箱,并且母联断路器三相都是同时跳合的。正是基于母联保护这种配置的特殊性,导致人们容易忽视母联保护及其二次回路中存在的一些较为隐蔽的缺陷。文章将以一起220kV母联断路器二次回路中发现的问题为例,对其所引发的思考进行相关探讨。

关键词:断路器传动;跳闸额定电流;三相不一致跳闸;母联保护屏;二次回路;缺陷分析 文献标识码:A

1 异常现象

2012年,在某变电站220kV母联开关保护定检,工作人员在定检过程中发现以下两个异常现象:

现象一:第一组跳闸出口传动时,开关三跳,但操作箱跳闸指示灯不亮。第二组跳闸出口传动,开关三跳,操作箱三相跳闸指示灯均亮。

处理过程:检查第一组跳闸出口回路,当开关在合位时,操作箱出口处端子4D84(A133)、4D86(B133)、4D86(C133)电压均为負电,初步判断跳闸回路没有问题。接下来考虑是否操作插件存在问题。

由于操作箱第一组跳闸指示灯不亮,应该是由于跳闸保持继电器TBIJ未动作,相应的无法启动跳闸信号继电器1TXJ。而跳闸保持继电器TBIJ未动作,很有可能是操作板跳闸额定电流整定不当所致。断开母联断路器直流控制电源,检查断路器跳、合闸电流。解开第一组跳闸4D84(A133)、4D86(B133)、4D86(C133)对断路器机构侧跳闸回路电阻测量,每相回路电阻均为231Ω;解开第二组跳闸4D91(A233)、4D93(B233)、4D95(C233),每相回路电阻均为79Ω。而拔出两组跳闸插件,检查额定电流均整为1A。计算断路器跳闸电流为:第一组跳闸电流I=220/231=0.95A,第二组跳闸电流I=220/79=2.78A。

第一组跳闸电流已达到额定电流的95%,为什么跳闸保持继电器TBIJ还是不动作(理论上,跳闸保持继电器的动作电流应该小于跳闸额定电流的50%)?尝试将操作板上的跳闸电流调整为0.5A,然后重新合上开关,进行传动试验。结果保护装置第一组跳闸指示灯全亮,开关三跳正确。所以我们可以排除跳闸指示灯损坏的可能,但是跳闸回路计算电流与实际电流存在较大的差异。而第二组跳闸额定电流整定远小于回路计算电流,为了防止跳闸电流过大损坏操作箱元件的情况,将操作板上的额定电流调整为2.5A,然后进行传动试验,结果开关三跳,操作箱第二组跳闸指示灯却不亮了。尝试将跳闸额定电流调回为1A,继续传动,第二组跳闸灯亮,开关三跳。第二组跳闸回路计算电流与实际电流也存在较大的差异。为什么两组跳闸回路计算电流和实际动作电流相差较大?

现象二:在检查后台时,发现当第一组跳闸出口时,C相先变位为分位。2s后A、B相才变为分位。而第二组跳闸出口时,A、B、C相均同时变为分位。

异常现象为:C相开关跳开时间快于A、B相2s左右,并且C相常开、常闭点均快于A、B相常开、常闭点2s左右。从第二组跳闸出口信息得知,第二组A、B、C相跳闸过程快速并三相同时断开,第二组跳闸过程正确。

2 缺陷的分析、处理

因保护第一组出口TA、TB、TC灯均亮,确定保护和操作箱跳闸出口回路正确。由于断路器C相位置变为快于A、B相2s左右,而断路器本体不一致动作时间整定为2s。初步判断第一组跳闸出口传动应该为C相为保护动作跳闸,A、B相为本体不一致动作。为了验证推测结果,在传动过程听断路器三相动作声音和观察本体三相不一致继电器动作情况。

观察结果与推测一致:C相先跳开,A、B相跳开与本体三相不一致继电器动作时间一致(因本体三相不一致动作未接入综自后台,故单后台报文无法判断是否本体不一致继电器的动作情况),同时也证实了断路器跳闸线圈励磁及辅助接点转换正常。

异常现象:母联保护动作跳三相时,为什么只跳开C相,A、B相不跳开呢?

检查发现跳闸回路4D84(A133)、4D86(A133)、4D86(B133)、4D86(C133)的三根线分别引至断路器机构箱内630A、630B上,但630A、630B、630C又短接起来。保护跳闸和本体三相不一致跳闸区别就是转换把手S4。测量转换把手S4切换至远方位置时,A、B两相接点不通,C相接点通。

故母联保护动作跳三相时,无法跳开A、B相。又由于三相跳闸回路在630A、630B、630C处短接,当跳闸回路某一相回路正确,保护三跳后,就可点亮保护装置三相TA灯。

那A、B相跳闸回路不完整,保护和后台为什么不发控制回路断线信号?

同样由于三相跳闸回路在630A、630B、630C处短接当其中一相接通时,三相HWJ均动作,三相OP灯均亮,不会发控制回路断线,无法及时发现跳闸回路缺陷。

母联保护出口,C相先跳开,断路器进入非全相运行,但三相HWJ均动作,母联保护无法检测到断路器非全相运行,无法动作。最终由本体三相不一致跳开断路器A、B相。

这也可以解释我们的现象一:第一组跳闸回路,由于A、B相回路在“就地/远方”转换把手处断开,所以只测量到C相跳闸线圈的电阻,为230Ω;第二组跳闸回路,由于三相跳闸回路在630A、630B、630C处短接,跳闸回路的测量电阻其三相并列的电阻,为79Ω,而实际每相电阻应该均为230Ω。如果忽略合位监视回路,跳闸回路可等效为下图简图:因TBIJ的压降很小,因此额定电压基本全部加在跳闸线圈上。同时,我们如果考虑断路器操作箱内STJ或三相跳闸节点中,节点闭合动作并不完全一致的情况,分类讨论流过跳闸保持继电器的电流如下图1所示:

根据上述情况分析,当我们将跳闸回路二次额定电流整定为1A时候,跳闸保持继电器TBIJ流过的电流可能出现最大3A,最小1/3A现象。因此解释第一个现象,第一组跳闸回路中S4处一个接点通,如果TBJ处三个跳闸接点同时接通,流过跳闸保持继电器的电流为1/3A,所以TBIJ不动作,TA灯不亮,必须降低操作板跳闸回路的额定电流。而第二组跳闸回路,当S4处三个接点全通,TBJ处三个跳闸接点同时接通,流过TBIJ的电流为额定电流,所以跳闸正常,跳闸灯也正常。而不能像前面所述,将第二组跳闸额定电流调高至2.5A,否则TA灯不亮。

最严重的情况,三相跳閘线圈并列,其中一相跳闸保持继电器先闭合,对于先闭合的跳闸保持继电器,在短时间内将流过很大的电流(3倍额定电流),有可能会烧毁操作插件。

最后,通过更换转换把手,第一组跳闸回路A、B相恢复正常,并且解开第一组跳闸回路和第二组跳闸回路在断路器机构箱内630A、630B、630C上的短接线,并将保护操作板的额定跳闸电流整为1A,通过实际传动第一、第二组跳闸出口,跳闸灯和后台报文均正确,三相位置变位一致。

3 结语

通过对本次二次回路缺陷的分析,对于非机械联动的220kV及以上的母联或主变变高或变中侧断路器,设计中如果将开关操作箱分相跳合闸出口回路短接达到同时分合闸的要求,会带来了四个问题:(1)当机构跳闸回路某一或某两相断线时,操作箱HWJ无法正常返回,控制回路断线报警信号无法发出。因此会出现单跳一相或者两相的不一致动作情况,给系统带来严重影响;(2)非全相运行时,操作箱三相的HWJ继电器均动作,保护装置的三相不一致保护无法正确采集开关位置信号,不能正确动作;(3)当操作箱按单相额定电流整定时,跳闸保持继电器可能流过1/3倍或者3倍的额定电流。可能导致跳闸保持继电器无法动作,从而引发断路器无法完全断开的恶劣后果,或者也可能导致电流过大而烧坏操作板;(4)当进行检修维护过程,当传动时,跳一相成功,三相TA灯均点亮,如果单纯判断三相跳闸灯来判断传动动作情况,则会误判保护动作行为,误导维护人员。因此对于这种分相式非机械联动的母联或主变断路器在定检过程也应该去现场核实传动断路器的情况,并且结合综自后台观察辅助接点的动作行为。

综上可知,针对分相的非机械联动断路器分合闸回路,为防止操作箱与机构回路的配合的异常,三相电气联动控制回路需改成分相操作回路,操作箱对分合闸回路分相出口,断路器机构分合闸回路均应分相设计,严禁在回路中三相短接。

另外,对于新建敞开式配电装置的变电站,主变220kV进线、母联、分段开关等需三相同时分合闸的开关,宜选用三相机械联动的断路器,操作箱则无需分相,回路也相应变得简单。

作者简介:刘丽珍(1980-),女,深圳供电局有限公司工程师,研究方向:电力系统继电保护、变电站综合自动化领域的研究和维护。

(责任编辑:蒋建华)

作者:刘丽珍