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一起220 kV断路器防跳回路异常分析及处理

2014-07-05

电力安全技术 2014年11期
关键词:单相合闸三相

黄 玥

(广东电网公司珠海供电局,广东 珠海 519000)

0 引言

目前,由于断路器型号和保护厂家操作箱的差异,断路器防跳回路的设计思路和实现方式都有所不同。按照实际情况,防跳回路的实现方式分为机构箱防跳功能和保护操作箱防跳功能2种。机构箱防跳是指利用操作机构箱本身的机械闭锁功能来防止断路器跳跃;保护操作箱防跳是指不论断路器操作机构本身是否带有机械闭锁,均在断路器控制回路中加设电气防跳回路,以防断路器跳跃。

1 异常故障

某220 kV珠凤甲线开关保护的断路器采用ABB公司生产的LTB245E1型断路器,操作箱采用北京四方继保有限公司生产的JFZ-12F型分相操作箱。继保班对该开关保护进行防跳回路试验时,发现防跳回路异常。

试验前,退出重合闸出口压板,只投入单相(A相)跳闸出口压板,确认开关三相均在合位且弹簧已储满能。继保人员在保护屏后一直按住手合接点,同时用试验测试仪加单相区内瞬时故障让开关单相(A相)跳闸。在防跳回路正常情况下,单相(A相)出口跳闸,另外两相(B,C相)经三相不一致达到整定时限(2 s)出口跳闸,断路器均不发生跳跃。

试验结果为:三相均在分位,但经三相不一致出口的两相合闸计数器合闸次数都增加1次,且防跳继电器K3并没有动作。试验人员最初以为是观察错误,因现场不容易判断开关是否再次合闸,于是按同样的方法对另外两相(B,C相)进行防跳回路试验,试验结果与A相相同。

防跳回路试验模拟单相故障录波如图1所示(以A相断路器为例),单相(A相)防跳回路正确动作,另外两相(B,C相)在经三相不一致出口后保持了47 ms后又合闸,然后经过一个三相不一致的整定时间分闸而不再跳跃,防跳继电器K3未动作。这验证了试验人员判断的正确性。

图1 防跳回路试验模拟单相(A相)故障录波

2 故障原因分析

为查找断路器防跳回路异常原因,对断路器进行机械特性检查。检查结果表明断路器机构一切正常,并不存在故障,因此排除断路器机械特性故障。

对照厂方提供的接线图,对机构箱与操作箱的二次线路进行缜密检查,确认接线无误,并没有断线、脱落及短路等现象发生,因此排除接线故障。

通过试验,证明防跳继电器触点并未损坏,启动触点与自保持触点均动作可靠,无抖动与接触不良等现象,因此排除继电器触点故障。

根据厂家资料,要启用机构箱防跳回路,必须将X1-530与X1-531短接,但实际上现场接线为X1-531与X1-611短接,如图2所示。按照现场接线,当发远方合闸令时,开关辅助接点BG1闭合,但由于开关切换把手S4在远方位置,防跳继电器K3不动作,合闸线圈回路仍导通;当发就地合闸指令时,开关辅助接点BG1闭合,开关切换把手S4在就地位置,与防跳回路接通,防跳继电器K3动作,合闸线圈回路断开,防止断路器跳跃。因此,根据现场情况,该开关防跳采用的逻辑防跳功能为:当开关切换把手打到“远方”时,启用保护操作箱的防跳功能;当开关切换把手打到“就地”时,启用机构箱的防跳功能;从而确保开关切换把手在远方/就地时,都具有防跳功能。

根据上述分析,在做防跳试验时,先是在保护屏后按住合闸接点,使得断路器三相合闸,即采用远控合闸方式,机构箱中的防跳回路也就不能接通。当单相(A相)通过试验测试仪所加的故障量进行保护跳闸时,该相(A相)保护操作箱的防跳回路接通,启用保护操作箱的防跳功能,防止该相(A相)发生跳跃。而另外两相(B,C相)经过三相不一致出口跳闸,三相不一致跳闸回路是并在机构箱就地分闸回路上的,因此未能启用保护操作箱中的防跳回路,也就发生了另外两相(B,C相)跳跃的现象。

按照正常情况,另外两相(B,C相)的机构箱与保护操作箱防跳回路都未接通,这两相的断路器在每经过一个三相不一致整定时间内都应该发生1次跳跃,但它们实际在第2次三相不一致分闸后就一直保持在跳位。通过查阅厂家资料发现,该断路器的合闸回路里串接弹簧未储能触点K8,如图3所示。当三相不一致第1次跳闸时,弹簧未储能,触点动作,将合闸回路断开,直到三相不一致第2次跳闸时,弹簧仍在储能。由于弹簧储能时间较长,断路器在此时间内不再合闸。

3 解决措施

根据上述分析,若按照厂家要求将X1-530与X1-531短接,即可实现机构箱既有保护防跳又有就地防跳功能。

将X1-531与X1-611的短接改为X1-530与X1-531的短接后,再进行防跳试验,发现断路器的红灯与绿灯同时亮且防跳误动。经核查,机构箱防跳回路与操作箱位置继电器回路在启用防跳时,因串在一起会发生冲突,如图4所示。这是因为国外厂家开关的机构箱防跳继电器是电压型,与操作箱位置继电器串接后被分压,导致达不到启动电压值而误动。

图2 LTB245E1型断路器分控箱

图3 LTB245E1型断路器汇控箱

图4 机构箱与操作箱防跳回路示意

为验证防跳继电器是否正确动作,可采用以下试验方法:

(1)用试验测试仪开出三相跳闸,该三跳不经过机构箱的就地分闸,因此保护操作箱的防跳启用,防跳正确动作;

(2)修改三相不一致的出口时间定值,把该时间加长到比按住合闸接点的时间更长即可,这样在单相防跳试验结束后三相不一致才出口,各相断路器均不发生跳跃;

(3)把开关切换把手打到“就地”,在开关现场做防跳试验,机构箱的就地防跳启用,防跳亦正确动作。

4 结束语

防跳回路正确动作可有效防止断路器发生连续跳合现象,防止设备损坏和事故扩大,从而保障电力系统的安全运行,因此对防跳回路的检验十分重要。在实际工作中,断路器分合闸速度很快,现场难以判断出开关是否再次合闸,从而误导试验人员认定开关防跳回路已起作用。因此,在进行防跳试验时,试验人员要注意观察断路器的合闸计数器次数是否发生变化,防跳继电器是否动作,最重要的还是要注意观察故障录波波形。

随着电力系统的发展,不少老电站在改造过程中一次设备与二次设备不能做到同时更换,这就需要继保人员对机构箱防跳与保护操作箱防跳之间的配合情况进行深入的了解,把好防跳回路这一关,确保电网的安全稳定运行。

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