淺析750kV斷路器控制回路存在問題及改進方法

蘇波

（寧夏電力超高壓分公司，寧夏銀川750011）

1 引言

近幾年來，隨著750kV超高壓電網的不斷發展，電網安全穩定運行更需要不斷加強，檢修人員不僅要做好一次設備的維護工作，還要保證二次回路的正確性和可靠性。就目前實際運行情況看，750kV斷路器控制回路存在一些隱患，如控制回路存在電源切換、閉鎖回路不滿足雙重化要求等問題，根據國家電網公司的相關反措規定和繼電保護人員多年的工作經驗可知，電源切換不可靠，若電源回路發生故障時，可能導致控制回路失電。具有雙跳圈的斷路器其閉鎖回路要實現雙重化配置，即滿足兩套閉鎖回路分別對應兩套跳閘線圈，因為斷路器內六氟化硫氣體有著絕緣、滅弧的作用，同時對斷路器觸頭起到一定的物理保護，斷路器在氣壓低或異常狀態下，不能可靠實現閉鎖，此時操作斷路器，則對斷路器有很大的損害。總之要以消除寄生回路，完善和強化回路功能，簡化二次回路為原則。

2 典型設計方案

下面以某750kV變電站SF6罐式斷路器閉鎖回路和壓力監視回路為例進行說明。

如圖1所示的閉鎖回路，SF6罐式斷路器機構內閉鎖回路能夠實現SF6低氣壓閉鎖跳閘、低油壓閉鎖分閘功能。斷路器本體內的SF6氣體密度降低至補氣氣壓時，密度繼電器的報警觸點動作，發出報警信號，提醒值班人員對斷路器補充SF6氣體。若SF6氣體密度繼續降低至開關閉鎖氣壓時，密度繼電器的閉鎖觸點閉合，起動SF6低氣壓閉鎖繼電器，切斷兩套分閘回路，斷路器不能進行分閘操作。低油壓分閘閉鎖是指斷路器在合位，當油壓降低時，行程開關（微動開關）接點閉合，起動低油壓閉鎖繼電器，分閘回路中的低油壓常閉接點打開，切斷兩套分閘回路，使斷路器不能完成分閘操作。

圖1 SF6罐式斷路器閉鎖回路

如圖2所示壓力監視回路1，廠家A生產的斷路器保護裝置其分相操作箱的壓力監視回路設計為壓力負控方式和壓力正控方式兩種，其負控方式壓力電源設計為帶有切換接點的供電方式，同時切換電源接點也有獨立的端子。壓力電源通過電源切換接點聯到兩組電源上，保證壓力回路電源由兩組跳閘電源之一提供，KM1有電時由KM1提供，KM1失電后自動切換到KM2。

如圖3所示壓力監視回路2，廠家B生產的斷路器保護裝置其操作箱壓力監視回路設計與廠家A的稍有區別，廠家A的操作箱電源監視回路共用一個電源指示燈，通過一對電源切換接點來選擇電源回路，而廠家B的操作箱電源監視回路用兩個電源指示燈來分別指示兩組電源的使用情況，通過兩對接點來選擇控制電源，其壓力監視回路也較廠家A的簡單。

3 存在問題分析

對于目前的斷路器控制回路，它能夠完成斷路器的各種基本功能，但是根據國家電網公司的相關反措規定和繼電保護人員多年現場工作經驗可知，這種控制回路存在不可靠性，下面進行分析。

3.1 控制回路中存在的電源切換

圖3 壓力監視回路2

如果KM1控制電源回路發生短路故障，切換接點將從KM1切換到KM2電源回路，如果故障是永久性的，則接點又與KM2回路斷開，從而導致壓力監視回路電源失電，如果此時壓力降低或異常，則閉鎖回路不能可靠閉鎖斷路器分、合閘或重合閘操作。如圖2所示，4YJJ按正常不勵磁工作方式接線，而1YJJ、2YJJ、3YJJ正常時一直處于勵磁狀態，當壓力降低時，繼電器線圈被短接，繼電器返回，但該回路仍然帶電，且電壓全部加在降壓電阻上，其功率增大，因此必須及時處理，防止電阻過熱，產生不良后果。

3.2 控制電源未與控制回路一一對應

每一套控制電源對應一套SF6低氣壓和一套低油壓閉鎖回路，對于有電源切換接點的控制回路，其兩組電源通過切換接點公用一套壓力閉鎖觸點，根據雙重化配置原則，機構箱內低油壓閉鎖、SF6低氣壓閉鎖都要實現雙重化配置，以保證可靠性。

圖2 壓力監視回路1

3.3 原密度繼電器不能提供足夠的接點

斷路器本體氣室通常采用指針式密度繼電器對SF6氣體壓力進行監視，當本體壓力低時禁止分閘操作。其工作原理是：當SF6氣室處于某壓力值時，如果因環境溫度變化引起了SF6氣體壓力的變化，則儀表內的溫度補償元件將對變化量進行補償，使儀表指示值不變；只有當氣體泄露而造成壓力下降時，儀表的指示才發生變化。當壓力降至報警值時，一對電接點接通，輸出報警信號；當壓力繼續下降，達到閉鎖值時，另一對電接點閉合輸出閉鎖信號。如圖4所示為密度繼電器接點。

圖4 密度繼電器接點

控制原理：當SF6氣壓低于某一定值時，L1、C1接點接通，發出補氣報警信號；當SF6氣壓繼續低至某一定值時，L2、C2接點接通，SF6低氣壓閉鎖輔助繼電器線圈帶電，其串在分閘回路中的常閉接點打開，切斷分閘回路，禁止斷路器分閘操作。由于要實現雙重化配置，第二套分閘閉鎖回路還需要一付SF6低氣壓閉鎖接點，而原來的密度繼電器不能提供足夠的接點。

4 改進方案

通過分析控制回路存在的問題及不足，總結歸納出以下解決方法。

4.1 拆除電源切換回路

對于3.1中的問題，解決方法是將圖2所示的電源切換回路直接拆除，為了滿足雙重化配置要求應采用兩套獨立的控制電源供電，這樣從設計上避免回路有任何電氣聯系，確保了供電可靠性。或是采用圖3所示的設計方案，因為它的兩個切換接點分別有兩組電源的監視繼電器提供，相互之間沒有必然的電氣聯系，另外其回路也相對簡單可靠。

4.2 改進回路，滿足雙重化配置

對于操作箱壓力降低禁止跳、合閘回路，為了保證可靠性和簡化控制回路，應將其拆除，而使用斷路器機構內的接點。機構內有一套低油壓分閘閉鎖、一套油壓低合閘閉鎖、一套閉鎖重合閘的觸點，通過微動開關來控制接點的閉合，從而達到閉鎖的目的。為了使分閘閉鎖滿足雙重化配置，可將閉鎖重合閘的觸點改為第二套分閘閉鎖，其閉鎖原理和第一套閉鎖回路一樣。對于壓力低閉鎖重合閘，應該使用一對常開接點從機構箱直接接至斷路器保護屏的閉鎖重合閘開入端子，當有開入量時，裝置收到開入信號，重合閘裝置放電，不重合。由于控制電源為110V或220V正電源，而開入量為+24V弱電開入，所以須將110V或220V強電經光耦隔離轉換為+24V，然后接至相應的開入端子。

4.3 更換密度繼電器

如圖5所示，每一套控制電源應獨立對應一套SF6低氣壓閉鎖和低油壓閉鎖回路。必須再增加一套SF6低氣壓閉鎖接點，即第二套低氣壓閉鎖，通過更換密度繼電器來實現，原來的密度繼電器只有兩付接點，即閉鎖和報警，更換后的密度繼電器又增加了一付接點用于第二套低氣壓閉鎖。將該接點接入壓力閉鎖回路，實現雙重化配置。

圖5 改進后的閉鎖回路

5 結束語

本文介紹了目前750kV斷路器控制回路的現狀，提出了控制回路存在的問題并進行了分析，進而提出了改進意見。按照改進方法設計的控制回路，在未改變原理的基礎上不僅強化了二次回路功能，而且大大提高了控制回路的可靠性，具有很大的推廣意義。

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