斷路器特性測試方式總結(jié)及測試程序完善

曹 陽，張一群

(山東電力檢修公司，山東 濟(jì)南 250021)

0 引言

斷路器特性試驗(yàn)是斷路器的一項(xiàng)非常重要的測試，根據(jù)國家電力科學(xué)研究院對高壓開關(guān)事故的統(tǒng)計(jì)表明，80%的高壓斷路器故障是由于特性不良造成的。特性試驗(yàn)分為機(jī)械特性測試和線圈低電壓測試，一般在斷路器交接時(shí)、機(jī)構(gòu)大修后或者其他必要的時(shí)候進(jìn)行。

1 試驗(yàn)問題描述

在某變電站對配備BLG1002A機(jī)構(gòu)的HPL550B2型ABB斷路器進(jìn)行機(jī)械特性測試時(shí)，采用了儀器內(nèi)觸發(fā)方式對斷路器匯控柜進(jìn)行三相聯(lián)動(dòng)測試，發(fā)現(xiàn)斷路器無法動(dòng)作。在排除了斷路器彈簧儲(chǔ)能、氣壓以及回路節(jié)點(diǎn)是否固定良好等一系列問題后，發(fā)現(xiàn)當(dāng)斷開ABB斷路器分合閘控制電源時(shí)，在匯控柜側(cè)無法用內(nèi)觸發(fā)方式進(jìn)行三相聯(lián)動(dòng)測試。

經(jīng)檢查回路發(fā)現(xiàn)，將站用直流控制電源斷開后，匯控柜合閘線圈對應(yīng)節(jié)點(diǎn)至線圈正端的回路被中間繼電器K8對應(yīng)節(jié)點(diǎn)斷開。檢查繼電器K8的控制回路，發(fā)現(xiàn)K8受站用直流電源正負(fù)端的控制，其中的正端連接的是“就地控制”對應(yīng)的正端。K8中間繼電器存在的含義是在匯控柜操作時(shí)，如果斷路器三相合閘，首先要保證三相的合閘彈簧都處在儲(chǔ)能位置。只要三相合閘彈簧都儲(chǔ)能，K8繼電器的兩端就能受站用電的控制，合閘回路中K8中間繼電器對應(yīng)的節(jié)點(diǎn)就能吸合。而在試驗(yàn)過程中，如果采用內(nèi)觸發(fā)的方式［1］，合閘回路必須處于“遠(yuǎn)方控制”的狀態(tài)。因?yàn)椤熬偷乜刂啤睜顟B(tài)對應(yīng)的開關(guān)分合閘回路中有一個(gè)就地分合操作把手對應(yīng)的節(jié)點(diǎn)，必須把操作把手掰一下才能保證回路瞬時(shí)連通。也只有在這個(gè)瞬時(shí)加上內(nèi)觸發(fā)所對應(yīng)的儀器的電壓才能使斷路器分合閘。在一個(gè)瞬時(shí)同時(shí)順利操作兩個(gè)節(jié)點(diǎn)難度很大，一般不采用。由上可得出回路不通的原因?yàn)椋换芈愤x擇在“遠(yuǎn)方控制”狀態(tài)，將對應(yīng)的ABC三相試驗(yàn)端子加在遠(yuǎn)方控制對應(yīng)的二次線端口，以及線圈的公共負(fù)端口。由于只用將試驗(yàn)端子加在“就地控制”狀態(tài)對應(yīng)的二次線試驗(yàn)端口，才能使中間繼電器對應(yīng)的節(jié)點(diǎn)閉合，所以在“遠(yuǎn)方控制”狀態(tài)下回路不通，無法進(jìn)行分合閘操作試驗(yàn)。如圖1和圖2所示。

2 改進(jìn)方案

由于內(nèi)觸發(fā)方式無法避開K8中間繼電器對應(yīng)的節(jié)點(diǎn)斷開，所以選擇了外觸發(fā)方式。 在就地控制狀態(tài)下，將試驗(yàn)端子連接到線圈的正負(fù)端，掰動(dòng)開關(guān)操動(dòng)把手，進(jìn)行合閘操作，由試驗(yàn)端子感應(yīng)線圈通電的時(shí)刻和斷路器觸頭接觸的時(shí)刻，進(jìn)而進(jìn)行合閘時(shí)間的測量。經(jīng)過改進(jìn)方案，順利進(jìn)行了測試，如圖3所示。

圖1 三相合閘匯控柜側(cè)控制回路

圖2 內(nèi)觸發(fā)方式無法試驗(yàn)原因分析

圖3 改進(jìn)方案

但在試驗(yàn)前測試線圈兩端電壓時(shí)，發(fā)現(xiàn)為直流110 V，而不是常見的220 V。如果是一個(gè)不按程序操作的試驗(yàn)者，采用內(nèi)觸發(fā)方式，在不對變電站直流系統(tǒng)進(jìn)行了解的情況下冒然加220 V的電壓，如果回路通暢的話，由于線圈能承受的是額定110 V的電壓［2］，將會(huì)引起分合閘線圈燒毀。

3 試驗(yàn)總結(jié)與思考

3.1 測試方式組合與優(yōu)缺點(diǎn)比較

之所以選擇在匯控柜側(cè)進(jìn)行內(nèi)觸發(fā)方式的三相聯(lián)動(dòng)測試，首先是可以減少試驗(yàn)次數(shù)，其次還可以規(guī)避單相操作所引起的三相不一致的問題。由此可以看出特性試驗(yàn)涉及不同的觸發(fā)、控制及操作方式。將對應(yīng)的名詞和方式進(jìn)行解釋和使用歸納如表1、表2所示。

表1 特性試驗(yàn)相關(guān)名詞解釋

表2 觸發(fā)方式與控制方式、操作方式組合

由表1、表2可總結(jié)出，只要內(nèi)處理好試驗(yàn)時(shí)三相不一致的問題，同時(shí)對從匯控柜至斷路器本體間的二次回路掌握清楚，理解內(nèi)外觸發(fā)、就地控制的對應(yīng)的特點(diǎn)，可以有四種方式進(jìn)行斷路器的特性測試。

3.2 對分合閘二次回路相關(guān)問題總結(jié)

熟悉每一種斷路器的分合閘二次回路，對斷路器特性試驗(yàn)(機(jī)械特性試驗(yàn)和低電壓試驗(yàn))是至關(guān)重要的。不同廠家的斷路器有不同的分合閘二次回路，不同的閉鎖節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)，用同一種方法在一種斷路器上能行的通，在另一種斷路器上可能就會(huì)出現(xiàn)問題。只有熟悉掌握每一種斷路器的回路，才能保證特性試驗(yàn)的正確性。

三相不一致引起的測試問題。如果進(jìn)行單相測試，需要將匯控柜里的三相不一致時(shí)間繼電器時(shí)間進(jìn)行調(diào)整，如將原來設(shè)定的3s調(diào)整到100s。這樣操作對于進(jìn)行試驗(yàn)的檢修人員來說要求較高。不僅需要檢修人員懂得時(shí)間繼電器調(diào)整的方法，更重要的是試驗(yàn)結(jié)束必須將時(shí)間繼電器調(diào)整回來，否則存在著電網(wǎng)運(yùn)行的安全風(fēng)險(xiǎn) (如單相接地故障30 s另外兩相才跳閘，相當(dāng)于系統(tǒng)非全相運(yùn)行30 s，對系統(tǒng)的絕緣水平影響很大)。所以從跨專業(yè)的角度，以及工序流程的安全性上考慮，試驗(yàn)人員對ABB斷路器(擴(kuò)大一點(diǎn)說，對于需要手動(dòng)調(diào)節(jié)時(shí)間繼電器類型的斷路器)更傾向與三相聯(lián)動(dòng)操作試驗(yàn)。

直流并聯(lián)問題。如上述試驗(yàn)中采用內(nèi)觸發(fā)的方式，但在站用直流電源不斷開的情況下從“遠(yuǎn)方控制”進(jìn)行操作，就會(huì)在分合閘線圈負(fù)端產(chǎn)生了“直流并列”的方式［3］，如果儀器自帶電源不帶隔離功能 (如不經(jīng)調(diào)壓設(shè)備而直接進(jìn)行橋式整流)，則會(huì)產(chǎn)生變電站直流系統(tǒng)直流絕緣監(jiān)察裝置的報(bào)警甚至更嚴(yán)重的問題。因?yàn)樽冸娬局绷飨到y(tǒng)是不接地系統(tǒng)，當(dāng)發(fā)生一點(diǎn)接地時(shí)，雖然沒有行成回路，不影響整個(gè)直流系統(tǒng)的正常工作，但此時(shí)直流系統(tǒng)已經(jīng)處于不正常工作狀態(tài)。如果再發(fā)生另一點(diǎn)接地，則可能引起二次設(shè)備的不正確動(dòng)作，甚至使直流回路的空氣開關(guān)跳開、熔斷器熔斷等，造成直流系統(tǒng)供電中斷［4］。如圖4所示。

圖4 無隔離功能儀器時(shí)可能出現(xiàn)的問題

直流系統(tǒng)的電壓問題。如果不對所測試變電站的直流系統(tǒng)進(jìn)行系統(tǒng)了解，想當(dāng)然認(rèn)為變電站斷路器分合閘線圈的直流電壓都是220 V，采用內(nèi)觸發(fā)方式對斷路器進(jìn)行單相操作，那產(chǎn)生的后果將是線圈被燒毀。因?yàn)榇俗冸娬緮嗦菲鞯木€圈是按110 V直流電壓設(shè)計(jì)生產(chǎn)的，在220 V下將遠(yuǎn)超過其額定電流。

4 結(jié)語

(1)如果采用單相操作，需要調(diào)節(jié)三相不一致時(shí)間繼電器的時(shí)間(在沒有三相不一致空氣開關(guān)時(shí))，應(yīng)該明確在試驗(yàn)完成后，務(wù)必將調(diào)整后的時(shí)間繼電器時(shí)間調(diào)回，防止出現(xiàn)運(yùn)行事故。

(2)采用外觸發(fā)方式進(jìn)行特性試驗(yàn)時(shí)：要確定所用試驗(yàn)儀器的整流裝置帶有隔離功能，以排除加壓瞬間直流接地的可能性；務(wù)必注意在每次分合閘操作后立即將試驗(yàn)線從端子排拔出，防止不與端子排接觸的試驗(yàn)接線的一端接線造成直流系統(tǒng)的接地，以及有可能造成的斷路器誤動(dòng)或拒動(dòng)。

(3)在試驗(yàn)前，一定要明確直流系統(tǒng)的電壓［5］，尤其是采用內(nèi)觸發(fā)方式時(shí)。將儀器的觸發(fā)電壓調(diào)整到變電站直流系統(tǒng)對應(yīng)的電壓 (如果系統(tǒng)直流電壓為110V則應(yīng)將儀器輸出電壓也調(diào)整為110V)再進(jìn)行操作，才能保證斷路器跳合閘線圈工作正常。