彈簧操作機(jī)構(gòu)高壓斷路器與重合閘配合問題的淺析

李江成，王榮

(宿遷供電公司，江蘇 宿遷 223800)

1 引言

某500kV變電站為分期設(shè)計(jì)投運(yùn)，500kV斷路器均為蘇州AREVA高壓電氣開關(guān)有限公司生產(chǎn)的戶外LG317X型、瓷柱式雙斷口SF6分相斷路器，F(xiàn)K3－5型彈簧操作機(jī)構(gòu)。斷路器獨(dú)立設(shè)置許繼公司的GXF－222型成套斷路器保護(hù)，包含WDLK－862A型斷路器保護(hù)裝置及ZFZ－822型操作箱，重合閘按斷路器配置。2009年2月二期擴(kuò)建工程投運(yùn)，其在設(shè)計(jì)“壓力”低閉鎖重合閘回路(即“壓力接點(diǎn)”回路)上有所不同，其具體表現(xiàn)在:初期設(shè)計(jì)斷路器SF6壓力低閉鎖重合閘、合閘彈簧未儲(chǔ)能報(bào)信號(hào)(方案一);二期中設(shè)計(jì)彈簧未儲(chǔ)能閉鎖重合閘、斷路器SF6壓力低閉鎖報(bào)信號(hào)(方案二)，就此作分析。

2 兩種方案具體形式

壓力低閉鎖重合閘回路如圖1所示，正常時(shí)，“壓力接點(diǎn)”斷開，2YJJ繼電器勵(lì)磁使其常閉接點(diǎn)打開，不閉鎖重合閘;當(dāng)“壓力接點(diǎn)”閉合，則2YJJ繼電器失磁使其常閉接點(diǎn)返回，閉鎖重合閘。

圖1 壓力低閉鎖重合閘

方案一，“壓力接點(diǎn)”取斷路器SF6壓力低閉鎖繼電器常開接點(diǎn)(見圖2):三相斷路器SF6壓力正常時(shí)，密度控制器接點(diǎn)均斷開，SF6壓力低閉鎖繼電器失磁，使“壓力接點(diǎn)”斷開，不閉鎖重合閘;若斷路器(一相或多相)SF6壓力降低至閉鎖壓力，則閉鎖重合閘。

方案二，“壓力接點(diǎn)”取各相合閘彈簧儲(chǔ)能限位開關(guān)常開接點(diǎn)(見圖3):若合閘彈簧三相儲(chǔ)能，三相彈簧儲(chǔ)能限位開關(guān)斷開，“壓力接點(diǎn)”斷開，不閉鎖重合閘;若合閘彈簧(一相或多相)未儲(chǔ)能，則閉鎖重合閘。

圖2“壓力接點(diǎn)”取SF6閉鎖繼電器常開接點(diǎn)

圖3“壓力接點(diǎn)”取合閘彈簧儲(chǔ)能限位開關(guān)常開接點(diǎn)

3 綜合分析

(1)WDLK862A型斷路器保護(hù)在如下條件均滿足時(shí)，重合閘充電計(jì)時(shí)器開始計(jì)時(shí)，充電時(shí)間為15s。

①斷路器在“合閘”位置，接進(jìn)保護(hù)裝置的跳閘位置繼電器TWJ不動(dòng)作;②重合閘啟動(dòng)回路不動(dòng)作;③沒有低氣壓閉鎖重合閘和閉鎖重合閘開入;④重合閘不在停用位置。

(2)當(dāng)斷路器作用于故障重合，重合閘后加速永跳，若斷路器三相合閘彈簧儲(chǔ)能電源消失(相對(duì)儲(chǔ)能時(shí)間長)，合閘彈簧儲(chǔ)能限位開關(guān)常閉接點(diǎn)打開或斷路器SF6壓力在閉鎖臨界，SF6閉鎖繼電器常閉接點(diǎn)打開(見圖4)，待永跳接點(diǎn)返回并超過了重合閘充電時(shí)間，即永跳后TWJ不動(dòng)作，重合閘將會(huì)充電完成。此時(shí)彈簧儲(chǔ)能電源恢復(fù)(儲(chǔ)能結(jié)束)或斷路器SF6閉鎖繼電器常閉接點(diǎn)閉合，TWJ動(dòng)作，保護(hù)裝置將判斷為斷路器位置不對(duì)應(yīng)，立即起動(dòng)重合閘，使斷路器合閘，有可能使系統(tǒng)再次受到短路電流的沖擊，對(duì)斷路器本體及系統(tǒng)造成嚴(yán)重的影響。

圖4 合閘回路

(3)當(dāng)線路送電，手合斷路器對(duì)線路合環(huán)，網(wǎng)調(diào)規(guī)程要求線路保護(hù)及斷路器保護(hù)包括重合閘(投單重)全部投入，手合后若斷路器某相(多相)儲(chǔ)能電機(jī)電源消失或儲(chǔ)能時(shí)間過長，待手合繼返回(因手合閉鎖重合閘)并超過重合閘充電時(shí)間后，即重合閘投單重、且合閘彈簧未儲(chǔ)能斷路器在重合閘充滿電時(shí)，某未儲(chǔ)能相線路故障跳閘，重合閘動(dòng)作，故障相一直不合閘，造成線路非全相運(yùn)行直至非全相保護(hù)動(dòng)作跳另兩相。非全相保護(hù)動(dòng)作時(shí)間較長，影響電網(wǎng)運(yùn)行水平。

結(jié)合以上分析，當(dāng)斷路器在分閘位置，其合閘回路不通，此時(shí)TWJ不動(dòng)作時(shí)，但應(yīng)閉鎖重合閘。這兩種方案均只考慮了其中一方面，涵括不全面，斷路器在正常情況下的重合閘不存在問題，但在特殊情況下會(huì)造成自動(dòng)重合閘誤動(dòng)作。

4 解決方案

由重合閘充電條件可知，根據(jù)跳閘位置繼電器TWJ不動(dòng)作判斷斷路器在“合閘”位置;而對(duì)于斷路器處于分閘狀態(tài)，但斷路器的合閘回路不通，TWJ不動(dòng)作的情況無法分辨，對(duì)此問題，主要解決方面如下:

(1)建議將方案一與方案二結(jié)合，即將SF6壓力低閉鎖繼電器常開接點(diǎn)與合閘彈簧儲(chǔ)能限位開關(guān)常開接點(diǎn)并聯(lián)，用作“壓力”低閉鎖重合閘的壓力接點(diǎn)。此時(shí)，即使斷路器合閘彈簧儲(chǔ)能或SF6閉鎖繼電器常閉接點(diǎn)閉合時(shí)間超過允許值，由于有“壓力降低閉鎖重合閘”的開入，重合閘裝置放電，避免上述現(xiàn)象發(fā)生。

(2)由于合閘回路三相斷路器共用一對(duì)SF6壓力低閉鎖繼電器常閉接點(diǎn)(見圖4)，SF6壓力低發(fā)生時(shí)，斷路器三相TWJ同時(shí)動(dòng)作，此時(shí)若斷路器重合閘投單相偷跳重合，則可避免再次重合閘，而500kV重合閘投入的斷路器定值均為投單相偷跳重合，故此對(duì)避免SF6壓力低時(shí)所述現(xiàn)象發(fā)生有一定作用。而合閘回路三相彈簧儲(chǔ)能限位開關(guān)常開接點(diǎn)分別取斷路器三相(見圖4)，即重合閘充滿電后斷路器三相TWJ同時(shí)動(dòng)作幾率相對(duì)較小，而引起線路非全相運(yùn)行則正是在單相重合時(shí)發(fā)生，故在重合閘投單重，當(dāng)合閘彈簧未儲(chǔ)能(儲(chǔ)能時(shí)間長)時(shí)所述現(xiàn)象有一定幾率發(fā)生。綜合在此合閘回路接線方式、重合閘投單重時(shí)，由于繼電器接點(diǎn)不夠或其他原因下，可考慮使用方案二。

(3)斷路器在分閘狀態(tài)時(shí)，若斷路器的合閘回路不通(如SF6力低閉鎖操作或合閘彈簧未儲(chǔ)能等)，則TWJ不動(dòng)作;而此時(shí)1HWJ、2HWJ也不動(dòng)作，保護(hù)裝置報(bào)第一、二組控制回路斷線信號(hào)。因此，在保障斷路器在合閘狀態(tài)，其中一組分閘回路不通時(shí)仍可以實(shí)現(xiàn)重合閘，可采取將第一、二組控制回路斷線相與后接入閉鎖重合閘開入，使重合閘放電，避免上述現(xiàn)象發(fā)生。

5 結(jié)論

重合閘裝置是保證電網(wǎng)可靠供電的重要裝置，正常運(yùn)行中，不僅要求正確動(dòng)作提高供電可靠性，減少停電造成的損失;而且還要求不得誤動(dòng)作對(duì)電網(wǎng)造成危害。通過本文的分析，影響斷路器合閘回路中除斷路器輔助接點(diǎn)外其他閉鎖接點(diǎn)，均應(yīng)由其所在繼電器另引一副接點(diǎn)至閉鎖重合閘開入。對(duì)于具體的合閘回路應(yīng)采取相應(yīng)的方案。通過合理配置重合閘，能有效提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行水平。

［1］張赟，張斌，吳祖升.110kV線路保護(hù)與SF6斷路器配合時(shí)的重合閘問題［J］.繼電器，2007，35(20).

［2］江蘇省電力公司.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理與實(shí)用技術(shù)［M］.北京:中國電力出版社，2006.

［3］萬千云、梁惠盈，等.電力系統(tǒng)運(yùn)行實(shí)用技術(shù)問答［M］.2版.北京:中國電力出版社，2005.

［4］楊冠城，等.電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置原理［M］.2版.北京:水利電力出版社，1994.