一種新型的斷路器操作箱控制回路

高 波

(江蘇省電力設計院，江蘇 南京 211102)

隨著我國電力工業的發展，電氣設備的安全可靠運行已經受到普遍的關注。作為電氣設備中最為常見也最為關鍵的斷路器，其控制操作的安全可要性更是成為了重中之重。在現行的國家標準、行業標準中對斷路器的控制都有著明確的規定和建議性要求。本文從現行的各類規程規范出發，結合目前斷路器控制回路的現狀進行分析，提出了一種新型的斷路器操作箱控制回路。

1 各類規程、標準的要求

《火力發電廠、變電站二次接線設計技術規程(DL/T5136－2012)》中規定：“5.1.14 對斷路器及遠方控制的隔離開關，宜在就地設遠方/就地切換開關。”。而在此規程的條文解釋中寫到“本條為原條文第7.5.11條。”原條文指的是被其代替的2001版《火力發電廠、變電站二次接線設計技術規程》。2001版規程的7.5.11條與新版規程的5.1.14條完全一致，但其條文解釋中明確：“在正常運行時，遠方/就地切換開關切至遠方位置，接收DCS命令。僅就地檢修、調試時切換至就地位置，此時應切斷與DCS間的I/O信號。保護量不受遠方/就地切換開關的控制，保護量直接接入強電回路可提高工作可靠性，又能簡化I/O量。” 據此我們可以得到3點結論：(1)在斷路器就地宜設置遠方/就地切換開關；(2)遠方/就地切換開關切至遠方位置時接收DCS命令，切換至就地位置時應切斷與DCS間的I/O信號；(3)保護量不受遠方/就地切換開關的控制。

《繼電保護和安全自動裝置技術規程(GB/T14285－2006)》中規定：“4.1.16 跳閘出口應能自保持，直至斷路器斷開。自保持宜由斷路器的操作回路來實現。”

下文，將從目前斷路器常見的控制回路入手，對其是否符合規程規范進行分析比較。

3 斷路器控制回路的現狀與分析

目前，國內絕大多數斷路器，尤其是高壓斷路器，其控制操作均通過斷路器操作箱完成。通過對各廠家的斷路器操作箱分析發現，其原理是大致相同的。本文以某廠家的三相機械聯動雙跳圈斷路器操作箱為例，進行分析，其接線圖詳見圖1。

圖1 三相機械聯動雙跳圈斷路器操作箱接線圖

從圖1不難看出斷路器第一組跳閘回路的構成：手動跳閘回路(4n107)、保護跳閘回路(4n113)在操作箱上并聯后，通過跳閘保持繼電器TBJ保持后，經一點(4n115)接入斷路器第一組跳閘線圈。第二組跳閘回路與此類似。

基于這樣的操作箱，目前斷路器的控制回路大致有以下幾種接線方式：

(1) 接線方式一：完全根據操作箱回路接線，由操作箱完成手動跳閘和保護跳閘的自保持后，經斷路器就地設置的遠方/就地切換開關，接入斷路器的遠方跳閘回路。

這種接線方式是目前最為常用的一種方式，尤其在變電站和發電廠的升壓站中被普遍采用。它滿足了保護跳閘出口由斷路器的操作回路來實現自保持的要求，但其缺點在于保護跳閘受遠方/就地切換開關的控制，在斷路器就地運行時，保護回路也被切斷。這與《火力發電廠、變電站二次接線設計技術規程》的要求是不一致的，而且在這種接線方式下，這一缺陷是無法解決的。

(2) 接線方式二：手動跳閘回路經過操作箱手動跳閘回路(4n107)，由操作箱完成手動跳閘自保持后，經(4n115)接入斷路器的遠方跳閘回路；保護跳閘不經操作箱，并且不經斷路器就地設置的遠方/就地切換開關，直接接入斷路器的跳閘回路。

這種接線方式是對接線方式一的一種改進，其優點在于手動跳閘由操作箱自保持，并僅在斷路器遠方控制時有效，而保護跳閘回路不受遠方/就地切換開關的控制，在任何時候都有效。但其缺點也顯而易見，保護跳閘回路沒有自保持。這與《繼電保護和安全自動裝置技術規程》的要求是不一致的，會造成在斷路器尚未斷開時，跳閘出口接點會斷開。從而損壞保護出口繼電器接點，導致保護跳閘不成功。

(3)接線方式三：保護跳閘回路經過操作箱手動跳閘回路(4n113)，由操作箱完成保護跳閘自保持后，經(4n115)接入斷路器，不經斷路器就地設置的遠方/就地切換開關，直接接入斷路器的跳閘回路；手動跳閘不經操作箱，但經過斷路器就地設置的遠方/就地切換開關，接入斷路器的遠方跳閘回路。

這種接線方式是對接線方式一的另一種改進，其優點在于保護跳閘由操作箱自保持，并不受遠方/就地切換開關的控制，在任何時候都有效。與接線方式二相反，其缺點是手動跳閘回路沒有自保持。同樣與《繼電保護和安全自動裝置技術規程》的要求是不一致的，會造成在斷路器尚未斷開時，手動跳閘接點有可能斷開。從而，損壞手動跳閘繼電器，導致手動跳閘不成功。

(4)接線方式四：在接線方式二的基礎上，對保護出口繼電器進行改造，使用電流保持型繼電器或LOCKOUT繼電器，使得保護跳閘回路自保持。

這種接線方式要求對包括母線保護、斷路器保護在內的所有保護設備均統一保護跳閘出口，改造量較大，電流保持繼電器選型困難，LOCKOUT繼電器造價高、安裝體積大，難以執行。并且這樣的保持并非“由斷路器的操作回路來實現”，同樣不滿足《繼電保護和安全自動裝置技術規程》的要求。

通過對目前斷路器常見的幾種控制回路進行分析，我們發現，這幾種控制回路都存在或多或少的缺陷，并且不能完全滿足現行的規程規范要求。其根源在于目前的斷路器操作箱無法將手動跳閘回路與保護跳閘回路分開保持，然后分別接至斷路器的操作回路。

3 斷路器控制回路的改進措施

根據上文的分析，我們設計出了一種新型的斷路器操作箱控制回路，其接線圖詳見圖2。

圖2 新型的三相機械聯動雙跳圈斷路器操作箱接線圖

本操作箱在每個跳閘回路中分別新增了一個跳閘保持繼電器TBJ12、TBJ22，用于保護跳閘的自保持。

手動跳閘回路(4n107)，通過跳閘保持繼電器TBJ11保持后，經(4n115)接入斷路器，并經斷路器就地設置的遠方/就地切換開關接入斷路器第一組跳閘線圈。第一組保護跳閘回路(4n112)，通過跳閘保持繼電器TBJ12保持后，經(4n117)接入斷路器，并不經斷路器就地設置的遠方/就地切換開關直接接入斷路器第一組跳閘線圈。第二組保護跳閘回路(4n125)，通過跳閘保持繼電器TBJ22保持后，經(4n127)接入斷路器，并不經斷路器就地設置的遠方/就地切換開關直接接入斷路器第二組跳閘線圈。

根據改進后的斷路器操作箱進行斷路器控制回路的接線，可以很好地滿足現行各類規程規范的要求，確保電氣設備更加安全可靠的運行。而且，這樣的改造成本較低，不需要對所有保護的出口進行逐一更改。

4 結語

本文針對目前常見的斷路器操作箱控制回路進行了分析，指出了各接線的不足之處。在此基礎上，提出了一種改進的斷路器操作箱接線方式，并已申請了專利。在今后的工程設計中，可以參考借鑒。

[1]GB/T14285－2006，繼電保護和安全自動裝置技術規程[S].

[2]DL/T5136－2012，火力發電廠、變電站二次接線設計技術規程[S].

[3]DL/T5136－2001，火力發電廠、變電站二次接線設計技術規程[S].