斷路器合閘線圈燒毀原因分析與改進

胡 浩，劉玉海，李元安

（國網(wǎng)山東省電力公司檢修公司，山東 臨沂 276000）

0 引言

斷路器是電力系統(tǒng)中最重要的控制和保護設(shè)備，無論其處于何種狀態(tài)，例如空載、帶負荷或短路故障等，當(dāng)要求斷路器動作時，它應(yīng)能迅速、可靠動作，及時將系統(tǒng)中故障切除，防止事故擴大及對設(shè)備造成傷害。斷路器能否正確動作，除了與機械結(jié)構(gòu)的性能有關(guān)外，還跟跳合閘線圈及相應(yīng)的跳合閘回路是否完好有著密切關(guān)系。因此，保證跳合閘回路的完好十分重要。

1 事故原因分析

2013年4月16日，500 kV沂蒙站220 kV蒙相Ⅱ線線路保護設(shè)備更換，接線工作完成后對保護裝置進行調(diào)試，在斷路器進行合閘傳動時發(fā)現(xiàn)斷路器拒合，保護屏上的OP燈沒有指示，現(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn)斷路器三相合閘線圈均燒毀。更換新的合閘線圈后重新進行合閘，發(fā)現(xiàn)斷路器仍然合不上，檢查發(fā)現(xiàn)合閘回路導(dǎo)通，故認為是機械故障造成斷路器拒合，進一步檢查斷路器結(jié)構(gòu)發(fā)現(xiàn)，合閘滾子和合閘掣子表面有凹凸現(xiàn)象，可能是由于二者之間長期的摩擦導(dǎo)致合閘滾子和合閘掣子脫離時的摩擦力增大，引起轉(zhuǎn)動困難，造成合閘電磁鐵帶電保持而斷路器拒合。

220 kV蒙相Ⅱ線的保護裝置為南瑞繼保電氣有限公司的產(chǎn)品，保護型號為RCS-901A，操作箱型號為CZX-12R2，開關(guān)為杭州西門子公司產(chǎn)品，型號為3AP1-F1，為三相一體操作結(jié)構(gòu)。為便于分析，對控制回路圖做簡化處理。 當(dāng)手合、遙閘或保護啟動合閘時，如圖1所示，接在第一組直流電源回路中的合閘繼電器動作，接點啟動合閘回路，如圖2所示，圖中只畫了A相的合閘回路圖，B、C相合閘回路同A相。 圖中：11YJJ為壓力降低閉鎖合閘接點，正常時閉合；DL為斷路器常閉輔助觸點，斷路器閉合時斷開；HQ 為線圈；1TBUJa、2TBUJa為防跳繼電器；SHJa為A相回路自保持繼電器；12TBIJa、22TBIJa為啟動防跳繼電器輔助接點。當(dāng)滾子和掣子脫離時的摩擦力增大，引起轉(zhuǎn)動困難時，造成斷路器不能合閘，DL常閉接點不能斷開，回路一直處于導(dǎo)通狀態(tài)，造成線圈HQ長時間通電而燒毀［1］。

圖2 A相回路

2 采取的對策

設(shè)計回路時，需要考慮當(dāng)輔助接點ZHJ或輔助接點1SHJ早于DL輔助接點斷開時，輔助接點ZHJ、1SHJ可能燒毀，所以需要保持到回路導(dǎo)通直至斷路器合上DL接點先斷開。因此回路通過SHJa來實現(xiàn)過程中的自保持，以ZHJ或1SHJ輔助接點早于斷路器輔助接點DL斷開。但是如何防止因斷路器拒合或斷路器輔助接點接觸不良而燒壞線圈的情形出現(xiàn)，可以采取以下幾種方法。

2.1 采用原始回路

當(dāng)斷路器拒合時，應(yīng)以最快的速度切除直流控制電源，防止燒毀線圈。這種方法非常簡單，但是在做傳動試驗時，需要有專門人員配合，若配合人員反應(yīng)稍慢或操作不及時，線圈可能就被燒毀。

2.2 采用斷路器本身自帶的防跳回路

如圖3所示，S8為遠方/就地切換把手；S9為就地按鈕；DL為斷路器輔助接點；Y1為斷路器線圈；K10為斷路器總閉鎖接點；防跳功能在回路中通過防跳繼電器K75實現(xiàn)，而本身不帶自保持功能，避免因斷路器拒合或斷路器輔助接點接觸不良而燒壞線圈。 但是這種方法也存在缺陷，當(dāng)斷路器拒合或斷路器輔助接點接觸不良，缺乏一個反饋回路，不利于迅速處理故障；同時，若操作人員長按手合按鈕可能燒毀線圈；此外，若重合閘的動作返回時間早于斷路器輔助接點動作時間，可能造成ZHJ或1SHJ輔助接點被電弧燒壞（ZHJ或1SHJ輔助接點串接在遠方回路中）［2］。

圖3 斷路器本體的防跳回路

2.3 延時跳開合閘回路

對圖2進行改進，改進后的跳閘回路如圖4所示，為防止斷路器操作中斷路器拒合或更換而燒毀線圈，可以在斷路器發(fā)出合閘脈沖之后延時跳開合閘回路。解決的方案是通過在合閘回路中增加合閘時間繼電器T1，一般情況下，合閘接點閉合到斷路器輔助接點動作的時間不超過0.2s，取T1為0.3s［3］。自保持繼電器1SHJ接點閉合啟動時間繼電器T1時開始計時，若合閘回路自保持超過0.3 s，T1動作，分開合閘保持回路，避免合閘線圈燒毀。同時電壓繼電器XTVJ動作，發(fā)出斷路器失靈或斷路器輔助接點告警信號。信號回路具有自保持功能，能通過復(fù)歸按鈕SB復(fù)歸［2］。這種改進方法，可以有效解決斷路器拒合或斷路器輔助接點接觸不良而燒壞合閘線圈問題，串在合閘回路中的是時間繼電器常閉接點，即使時間繼電器損壞，也不影響合閘回路操作。同時，還可以對斷路器的機械性能和輔助接點的接觸良好性起到監(jiān)視作用。但應(yīng)該引起注意的是，時間繼電器要選擇適當(dāng)，防止斷開保持回路時燒壞自身接點［3］。

綜上所述，此方法是解決合閘線圈燒壞的最好辦法，由于跳合閘回路原理大致相同，因此對于防止跳閘線圈燒壞的措施，可以采用同樣方法。

圖4 改進后的A相合閘回路

3 結(jié)語

借助對合閘回路的改進，在不影響回路完整性的情況下可以有效避免合閘線圈燒毀現(xiàn)象發(fā)生，同時還能監(jiān)視斷路器的機械性能和輔助接點是否良好，提高設(shè)備的可靠性和完整性。

［1］ 高立克.220 kV斷路器防跳回路中出現(xiàn)的問題及處理［J］.廣西電力，2006（5）：37-38.

［2］ 吳勇，夏慧恒，金滇黔，等.一起220 kV斷路器跳閘線圈燒毀故障的建議與分析［J］.電力系統(tǒng)保護與控制，2009，37（20）：131-132.

［3］ 陳景慧.發(fā)電廠及變電站二次接線［M］.北京：水利電力出版社，1992.