電力繼電保護(hù)中斷路器壓力閉鎖應(yīng)用研究

李春卉

(保德神東發(fā)電有限責(zé)任公司，036603)

電力繼電保護(hù)中斷路器壓力閉鎖應(yīng)用研究

李春卉

(保德神東發(fā)電有限責(zé)任公司，036603)

現(xiàn)代智能電力系統(tǒng)運(yùn)行中，高壓SF6最為關(guān)鍵的組成部分包括液壓操動(dòng)機(jī)構(gòu)、彈簧儲(chǔ)能操作機(jī)構(gòu)和氣動(dòng)操動(dòng)機(jī)構(gòu)。操動(dòng)機(jī)構(gòu)是智能電網(wǎng)斷路器合分閘的動(dòng)力能源，其性能好壞對(duì)斷路器的工作具有重要的影響，斷路器壓力閉鎖直接影響操動(dòng)機(jī)構(gòu)是否能夠順利完成合分閘動(dòng)作，影響繼電保護(hù)裝置正常運(yùn)行。本文詳細(xì)地分析了繼電保護(hù)裝置的作用，歸納了斷路器操動(dòng)機(jī)構(gòu)種類，探討了斷路器壓力閉鎖與繼電保護(hù)裝置配合的最佳位置，同時(shí)總結(jié)了相關(guān)的問題，為繼電保護(hù)做出參考。

電力系統(tǒng) 繼電保護(hù)裝置 斷路器 壓力閉鎖

1. 電保護(hù)裝置的作用

隨著智能電網(wǎng)的普及和發(fā)展，電力系統(tǒng)已經(jīng)日趨自動(dòng)化和智能化。繼電保護(hù)裝置是智能電網(wǎng)的重要組成元器件，其可以監(jiān)控電力系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，電力系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，繼電保護(hù)裝置可以準(zhǔn)確地向脫離元器件最近的斷路器發(fā)出跳閘命令，斷開元器件，最大限度降低故障損失，提高電力系統(tǒng)的安全供電性能[1]。

2. 路器操動(dòng)機(jī)構(gòu)的種類分析

斷路器操動(dòng)機(jī)構(gòu)能夠?qū)㈦娔苻D(zhuǎn)換為機(jī)械能，使斷路器能夠準(zhǔn)確地進(jìn)行合閘、分閘等操作，斷路器需要具備足夠的合閘功率，以便能夠保證合閘速度，斷路器處于合閘位置，不產(chǎn)生誤分閘[2]。斷路器操動(dòng)機(jī)構(gòu)包括氣壓、液壓、彈簧、電磁、電動(dòng)等幾種。一般來講，一個(gè)完整的斷路器操動(dòng)機(jī)構(gòu)需要能夠循環(huán)的完成分、合、分等操作過程。

3. 路器壓力閉鎖與繼電保護(hù)裝置的配合

為了降低電力系統(tǒng)故障發(fā)生率，重合閘壓力閉鎖接點(diǎn)需要與繼電保護(hù)裝置相互配合，主要原因包括以下兩個(gè)方面：

（1）如果電力系統(tǒng)發(fā)生不可逆轉(zhuǎn)的故障，繼電保護(hù)裝置跳開斷路器之后，斷路器需要實(shí)施重合閘動(dòng)作，此后會(huì)加速，再次跳開斷路器，完成一次分合分的操作。完成上述動(dòng)作之后，斷路器操動(dòng)機(jī)構(gòu)壓力變小，如果壓力大小降低到閉鎖合閘的范圍，斷路器就會(huì)斷開合閘回路，跳位繼電器則會(huì)失去磁性而返回，繼電保護(hù)裝置就可能認(rèn)為斷路器處于合位，重合閘就會(huì)開始充電。如果短路，其操動(dòng)機(jī)構(gòu)充壓時(shí)間比較長，超過了重合閘的充電時(shí)間，此時(shí)斷路器的操動(dòng)機(jī)構(gòu)將恢復(fù)到一個(gè)正常的壓力水平，重合閘就會(huì)充滿電，準(zhǔn)備下一次進(jìn)行重合閘動(dòng)作，如果沒有引入繼電保護(hù)裝置，閉鎖重合閘接點(diǎn)待斷路器操動(dòng)機(jī)構(gòu)壓力恢復(fù)，合閘回路將會(huì)自動(dòng)接通，跳位繼電器會(huì)再次重新勵(lì)磁動(dòng)作，接點(diǎn)就會(huì)閉合，繼電保護(hù)裝置判定斷路器由合位改變?yōu)榉治唬睾祥l將再次發(fā)送動(dòng)作，導(dǎo)致斷路器錯(cuò)誤地進(jìn)行重合，發(fā)生相關(guān)的故障，斷路器將會(huì)再次發(fā)生加速跳閘，產(chǎn)生頻繁跳躍現(xiàn)象，導(dǎo)致斷路器損壞[3]。

（2）采取分相操作的斷路器通常使用綜合重合閘或單相重合閘操作，壓力閉鎖與被保護(hù)的跳閘邏輯相關(guān)，斷路器操動(dòng)機(jī)構(gòu)壓力降低，將會(huì)激發(fā)閉鎖重合閘的操動(dòng)動(dòng)作，如果達(dá)到規(guī)定閾值，斷路器會(huì)發(fā)生閉鎖重合閘，同時(shí)激活三相跳閘回路，此時(shí)就會(huì)發(fā)生不對(duì)稱故障[4]。

因此，電力系統(tǒng)需要在斷路器重合閘壓力閉鎖接點(diǎn)引入重合閘閉鎖回路，如果斷路器沒有采取閉鎖重合閘接點(diǎn)，需要優(yōu)先將重合閘壓力閉鎖接點(diǎn)引入到保護(hù)裝置中。

4. 實(shí)現(xiàn)斷路器操動(dòng)機(jī)構(gòu)壓力閉鎖的最佳位置

斷路器操動(dòng)機(jī)構(gòu)具有壓力降低閉鎖合閘、閉鎖跳閘、禁止操作等三個(gè)關(guān)鍵功能，其功能的最佳實(shí)現(xiàn)位置位于斷路器操動(dòng)機(jī)構(gòu)的內(nèi)部，這樣做的目的是能夠大幅度減少電纜、設(shè)備連接的中間環(huán)節(jié)，盡可能簡單化斷路器操作回路，提高壓力閉鎖的可靠性[5]。

5 操作箱內(nèi)壓力閉鎖回路接線分析

智能電網(wǎng)運(yùn)行中，保護(hù)屏操作箱內(nèi)引入了四個(gè)非常關(guān)鍵的部分，分別是閉鎖跳閘、壓力降低閉鎖重合閘、閉鎖合閘和禁止操作，可以降低保護(hù)屏操作箱內(nèi)操動(dòng)機(jī)構(gòu)的壓力。為了能夠更好地分析操作箱內(nèi)壓力閉鎖回路接線的實(shí)際應(yīng)用，本文根據(jù)筆者多年的電力系統(tǒng)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，以一個(gè)實(shí)例進(jìn)行分析。本文選擇將禁止操作的接點(diǎn)接入到正電源和D端子之間；閉鎖跳閘的接點(diǎn)選擇位于負(fù)電源和C端子之間；閉鎖合閘的接點(diǎn)選擇接入到負(fù)電源和B端子之間；壓力降低閉鎖重合閘接點(diǎn)選擇接入到負(fù)電源與A端子之間。另外，保護(hù)屏操作箱內(nèi)存在1YJJ、2YJJ和3YJJ屬于常勵(lì)磁，當(dāng)操動(dòng)機(jī)構(gòu)內(nèi)部的壓力閉鎖接點(diǎn)在進(jìn)行接通操作時(shí)，此時(shí)就會(huì)導(dǎo)致短接YJJ勵(lì)磁線圈，發(fā)生失磁返回；保護(hù)屏操作箱內(nèi)還存在一些不勵(lì)磁4YJJ，當(dāng)操動(dòng)機(jī)構(gòu)內(nèi)部禁止操作的接入點(diǎn)激發(fā)動(dòng)作時(shí)，4YJJ將會(huì)發(fā)生勵(lì)磁動(dòng)作。壓力閉鎖重合閘和閉鎖合閘同時(shí)在保護(hù)屏操作箱內(nèi)支線動(dòng)作時(shí)，維持廠家接線位置不變即可實(shí)現(xiàn)閉鎖功能。

6 斷路器操動(dòng)機(jī)構(gòu)壓力閉鎖回路中存在的問題

目前，智能電網(wǎng)系統(tǒng)為了保護(hù)電網(wǎng)接入設(shè)備，采用了智能型的繼電器保護(hù)裝置，斷路器操動(dòng)機(jī)構(gòu)壓力閉鎖回路也是一個(gè)客觀存在的設(shè)備，在使用過程中可能發(fā)生事故。為了解決上述問題，需要防止保護(hù)拒動(dòng)操作的發(fā)生，因此繼電保護(hù)裝置通常采用冗余思想進(jìn)行雙重化配置，以便能夠降低斷路器拒動(dòng)導(dǎo)致啟動(dòng)失效的發(fā)生率，擴(kuò)大了故障影響的范圍。現(xiàn)行的智能電網(wǎng)中使用的斷路器跳閘操動(dòng)機(jī)構(gòu)、跳閘回路操作箱和操動(dòng)電源也都采用雙重化配置方法。如果一組直流電源發(fā)生故障，壓力閉鎖繼電器可以切換回路，使用第二組冗余的備份電源，確保電力系統(tǒng)正常操作。

結(jié)束語

電力繼電保護(hù)裝置具有高可靠性，能夠?qū)崿F(xiàn)壓力閉鎖節(jié)點(diǎn)、壓力閉鎖繼電器徹底雙重化，計(jì)斷路器操動(dòng)機(jī)構(gòu)時(shí)要提供兩套完全相同的壓力閉鎖接點(diǎn)，以便其可以獨(dú)立控制兩組壓力閉鎖繼電器，降低斷路器故障幾率，保證電力系統(tǒng)正常運(yùn)行。

[1] 黃昂軍, 葛衛(wèi)國. 繼電保護(hù)與斷路器壓力閉鎖雙重化分析[J]. 上海電力, 2010, 21(4):319-320.

[2] 蘭嵐, 萬偉民. 基于微機(jī)繼電保護(hù)裝置的集成化保護(hù)和控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].電力系統(tǒng)保護(hù)與控制, 2010, 24(8):111-114.

[3] 曾子縣, 黃劍. 西門子3AQ1-EE斷路器分閘閉鎖監(jiān)控回路雙重化分析[J].電力系統(tǒng)保護(hù)與控制, 2009, 37(14):152-155.

[4] 王磊, 王莉, 區(qū)燕敏. 變壓器斷路器失靈保護(hù)裝置解除電壓閉鎖方案的選擇[J]. 廣東電力, 2009, 36(11):34-37.

[5] 喬成銀. 變壓器保護(hù)和母線保護(hù)解除失靈保護(hù)電壓閉鎖和聯(lián)跳三側(cè)斷路器的實(shí)現(xiàn)方式[J]. 電工技術(shù), 2012, 34(10):18-19.

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1007-6344（2015）11-0041-01