淺談西門子高壓開關與保護操作箱配合的問題

孫 勇

摘要 在為客戶工程施工過程中,一旦工程俊工驗收移交客戶運行時,往往會碰到一些問題,特別是設備運行中出現問題,客戶都要求我們加以解決。西門子高壓開關在電力系統中被廣泛使用,在與保護回路配合使用過程中出現了一些問題,在此提出并希望引起注意。

關鍵詞 開關電氣回路;操作回路;防跳回路

中圖分類號 TM84 文獻標識碼 A 文章編號 1674-6708(2009)10-0020-02

0 引言

某供電局220kV高壓開關基本上采用了西門子公司型號為3AP1-FI的SF6開關,在平時的工作中發現了該開關的電氣回路與保護操作回路連接時存在著一些問題,這些問題的存在希望有關的工作人員都能加以注意。

1 開關電氣回路與保護操作回路之間連接點的問題

西門子公司型號為3AP1-FI的開關電氣回路及保護廠家操作箱回路分別見圖1、圖2所示。

1)由圖1可以看出,端子X1的695是接跳閘位置監視、即接圖2的端子4D87;端子X1的1010是接手動合閘和自動重合閘、即接圖2的端子4D86。

這種配線的方式是當遠方/就地鑰匙S8損壞時,如S8在“遠方”位置,但其接點仍斷開,就把合閘回路給斷開了,而跳閘位置監視回路是不經S8的接點,圖2的1TWJa、2TWJa、3TWJa仍勵磁動作,保護裝置將不發“控制回路斷線”信號(該信號由操作箱的三相跳、合位繼常閉接點串連發出)。此時若線路發生瞬時故障,保護動作后發重合閘脈沖,但合閘回路已斷開,開關將拒動。在現場配線中,有把圖2的端子4D87和4D86短接了,短接后上述情況將不會發生,但S8也將不起作用,無論S8在“遠方”還是“就地”位置,遠方操作還是能通過端子X1的695回路進行合閘。

在處理220kV變電站#1主變變中101開關(西門子公司型號為3AP1-FG、圖略)不能手動分閘時發現該開關的遠方/就地鑰匙S8損壞,其遠方手動跳閘和保護跳閘回路斷開,當時保護裝置沒有發“控制回路斷線”信號,此時若一次設備有故障開關將拒動。110kV開關的跳閘回路只有一組;220kV開關跳閘回路有兩組,一組經S8的接點,另一組不經S8的接點,即使S8有問題,開關也能經第二組跳閘回路可靠跳開。

2)為了能監視到整個合閘回路的完好性,把圖2端子4D86和4D87同時接到圖1端子X1的1010上,220kVXX變電站220kV旁路2030保護改造后就是這樣的接線。

這種接線存在的問題是當遠方/就地鑰匙S8在“就地”位置時,由遠方手合開關,因為S8接點已斷開,開關未能合上,三相的跳閘位置繼電器也不勵磁。重合閘裝置的充電條件是判三相都沒有跳位開入和有手合開入,并經一定的延時。重合閘裝置充滿電后,如此時把遠方/就地鑰匙S8打到“遠方”位置,重合閘動作(跳位、手合同時有開入,不對應啟動重合閘)并合上該開關,這并不是預期所希望的操作項目。

如果采用上述的接線方式,S8在“就地”位置時,保護裝置會發“控制回路斷線”信號,運行人員在合上開關前必須留意,把故障排除后再進行操作,以免造成誤操作事故。

3)對于新投運的間隔如220kV甲、乙線的兩側開關采用的是另一種接線方式,把圖2端子4D87不經開關的合閘回路而直接接到開關的輔助接點上。

根據《火力發電廠、變電所二次接線技術規定》中的要求:斷路器的控制回路宜有監視跳、合閘繞組回路完整性的功能。上述的接線方式將不滿足要求,因為不能監視到合閘回路的完整性。

根據回路要求并不讓設備運行時存在隱患,上述的3種接線方式宜采用1.2的方式。

2 開關在“彈簧未儲能”情況下進行合閘操作的問題

220kV變電站#2主變變高開關曾發生不能合閘操作故障,經查發現開關的合閘線圈及操作箱的手合繼電器的接點燒毀。

在對整個合閘回路進行分析得知,當開關在“彈簧未儲能”情況下進行合閘操作時,由于其回路未裝設電氣閉鎖,手合繼電器1SHJ的常開接點閉合,使SHJa勵磁,其兩對常開接點閉合,而開關因彈簧未儲能不能合上,合閘回路一直處于帶電狀態,致使操作箱的手合繼電器SHJa常開接點及開關的合閘線圈Y1LA燒毀。后發現220kV旁路線也存在這樣的回路缺陷。為了解決這一問題,西門子公司技術人員在合閘回路上增加了閉鎖功能,即在合閘線圈Y1LA與防跳繼電器接點K75LA之間串上一彈簧未儲能閉鎖K15常閉接點(虛線部分),當彈簧未儲能時,該接點可靠斷開,避免了上述情況發生。

3 開關防跳和操作箱防跳的取舍問題

所謂的“防跳”,是指防止開關在手動或自動裝置動作合閘后,如果控制開關觸點等卡住,此時保護動作使開關跳閘而發生的多次“跳-合”現象。從圖1及圖2可以看到,開關的電氣回路及保護裝置的操作箱都配備了防跳功能,如果兩套防跳同時使用的話會出現開關分閘后不能再合閘或一些預想不到的現象,這就需要選擇其中的一套防跳裝置。

當選擇開關防跳功能時,遠方或就地操作開關該功能都能實現,然而操作箱的防跳功能接線比較繁多且復雜,拆除必須徹底而不能產生寄生回路,需在廠家技術人員配合下進行該工作。當選擇操作箱的防跳功能時,就地操作開關將不能實現該功能,這就留下了隱患。西門子公司為了解決上述問題,并和操作箱的防跳功能配合就在回路上做了改進,后期的產品在啟動防跳裝置K75LA的回路上串接了就地合閘接觸器的常開接點K76(圖2虛線部分)或遠方/就地鑰匙S8的常閉接點,這樣開關的防跳裝置只在就地操作時起作用,遠方操作的防跳功能由操作箱來實現。

4 結論

隨著電力技術的不斷發展和創新,各類設備自身的功能、設備與設備之間的配合將不斷的完善,對于我們電力工作者也應及時掌握相關知識,保證設備安全、可靠的運行。