脫硫系統(tǒng)6 kV開關不能分閘原因分析及改進

李立民（山西漳澤電力股份有限公司河津發(fā)電分公司，山西 河津 043300）

脫硫系統(tǒng)6 kV開關不能分閘原因分析及改進

李立民
（山西漳澤電力股份有限公司河津發(fā)電分公司，山西 河津 043300）

某電廠脫硫6 kV開關配置的REX521保護繼電器在分閘命令存在的情況下，開關仍可以合閘，且開關合閘后通過保護繼電器不能分閘。針對此問題進行原因分析和回路改進，消除了該開關控制回路存在的安全隱患，確保開關可靠動作。

脫硫系統(tǒng)；保護繼電器；開關；合分閘邏輯

0 概況

某電廠脫硫6 kV系統(tǒng)配置江蘇大全長江電器股份有限公司生產的8BK86-12型開關柜，開關為西門子3AH型真空開關，配ABB的REX521型保護繼電器，開關控制回路如圖1所示。開關合閘過程為：保護繼電器收到DCS或開關本體操作把手的合閘命令后，輸入信號DI3變?yōu)?，通過REX521保護繼電器內部邏輯判斷，驅動重載合閘出口繼電器PO實現(xiàn)開關合閘。開關分閘過程為：保護繼電器收到DCS或開關本體操作把手的分閘命令后，輸入信號DI4變?yōu)?，通過REX521保護繼電器內部邏輯判斷，驅動快速重載分閘出口繼電器HSPOl實現(xiàn)開關分閘。

1 開關控制回路存在的問題

2012-12-30，檢修人員完成增壓風機開關REX521保護繼電器校驗后，對開關進行傳動試驗，試驗合閘正常；但開關合閘后進行分閘傳動時，開關不能分閘。檢修人員對開關分閘回路檢查，發(fā)現(xiàn)增壓風機事故按鈕沒有復位，REX521保護繼電器接收到的分閘命令一直接通，檢修人員對事故按鈕復位后重新進行試驗，開關合分閘恢復正常。檢修人員隨后對脫硫6 kV系統(tǒng)其他開關重復模擬分閘回路接點粘死時開關合分閘試驗，發(fā)現(xiàn)所有開關在分閘命令一直接通的情況下，通過REX521保護繼電器仍可以合閘，且合閘后通過DCS、開關本體操作把手、事故按鈕都不能實現(xiàn)分閘。

圖1 改進前的開關控制回路

2 問題分析

2.1 REX521保護繼電器合分閘邏輯分析

（1） REX521保護繼電器為微機型保護繼電器，開關合分閘通過保護繼電器內部邏輯進行控制，合分閘命令必須為一脈沖性信號。保護繼電器合分閘邏輯如圖2所示。開關合閘過程為：保護繼電器在接收到合閘命令脈沖信號的同時，繼電器內部的合閘條件（close enble）允許，驅動合閘出口繼電器實現(xiàn)開關合閘；如繼電器內部的合閘條件不允許，則不允許開關合閘。開關分閘過程為：保護繼電器在接收到分閘命令脈沖信號時，驅動分閘出口繼電器直接實現(xiàn)開關分閘。

（2） 開關的合閘條件可以和外部輸入信號DI1-DI9中的任何一個進行關聯(lián)。如果進行了關聯(lián)，則關聯(lián)的外部信號中DI1-DI6，DI8-DI9輸入必須為1（外部接點閉合，見圖2）、DI7輸入必須為0（外部接點斷開，通過內部取反后為1）時，開關合閘條件滿足，開關可以合閘；否則開關不允許合閘。如果開關的合閘條件與DI1-DI9不關聯(lián)，則不關聯(lián)的外部輸入信號對開關的合閘沒有影響。圖2中合閘條件只與DI7關聯(lián)，DI7為開關未儲能信號，開關正常時未儲能信號接點斷開，輸入為0時，通過內部取反后為1，開關允許合閘。

（3） 圖2中DI3為開關的合閘命令輸入信號，開關合閘后如果合閘命令一直存在，并且這時保護繼電器接收到分閘脈沖信號，則保護繼電器可以實現(xiàn)開關分閘。這時雖然合閘命令一直存在，但此命令為保持信號，所以開關不再重合閘。此邏輯適用于開關的“防跳躍”邏輯。

（4） 圖2中DI4為開關的分閘命令輸入信號，開關分閘后如果分閘命令一直存在，并且這時保護繼電器接收到合閘脈沖信號，則保護繼電器可以輸出合閘命令合上開關；同時也因為分閘命令輸入信號一直存在，保護繼電器不再能接收到分閘脈沖信號，開關也就不能實現(xiàn)分閘。

圖2 保護繼電器的合分閘邏輯

2.2 開關控制回路存在問題分析

事故按鈕作為緊急情況下的急停操作，其回路必須可靠，但開關的分閘必須通過REX521保護繼電器的邏輯判斷，即通過“軟回路”實現(xiàn)，這就造成開關的事故分閘回路存在以下問題：

（1） 如果REX521保護繼電器故障，事故按鈕將失去作用；

（2） 即使REX521保護繼電器正常，但在開關合閘前，如果開關的分閘回路已接通，這時事故按鈕也失去作用。

3 開關控制回路改進及合分閘邏輯驗證

3.1 對REX521保護繼電器輸入信號改進

開關的控制回路邏輯應為：當分閘命令存在時，如果發(fā)出開關合閘命令，則開關不能合閘。為此對開關控制回路作如下改進，如圖3所示。

（1） 取消原REX521保護繼電器DI7彈簧未儲能的信號接線。彈簧未儲能在保護繼電器內部取反后作為開關允許合閘的條件，即開關沒儲能時不允許合閘；但此功能在開關本體已經實現(xiàn)，所以此處可以取消。

（2） 將開關分閘命令并接到保護繼電器DI7（如圖3虛線部分）。這時如果分閘命令存在，則DI7的輸入為“1”，經內部取反后變?yōu)椤?”，因DI7的輸入和開關的允許合閘條件相關聯(lián)，這時不允許開關合閘。

3.2 開關事故按鈕回路改進

為了保證事故按鈕在任何情況下都能可靠對開關進行分閘操作，對其進行如圖3所示改進，將事故按鈕用硬接線直接引接到開關分閘回路，不再經由保護繼電器。

3.3 控制回路改進后合分閘邏輯驗證

（1） 模擬分閘命令一直存在（短接101和133分閘回路），開關通過DCS或開關本體操作把手都不能合閘；取消分閘命令，開關合閘正常。

（2） 開關合閘后，模擬合閘命令一直存在（短接101和103合閘回路），從DCS發(fā)出分閘命令，開關可靠分閘且不重合。

（3） 模擬事故按鈕沒復位，從DCS發(fā)出開關合閘命令，則開關合閘后隨即又分閘。

（4） 開關合閘后，斷開REX521保護繼電器電源，REX521保護繼電器退出運行，用事故按鈕進行開關分閘試驗，開關可靠分閘。

圖3 改進后的開關控制回路

4 結束語

通過對開關控制回路的分析和改進，解決了該電廠脫硫6 kV開關在分閘命令一直接通的情況下，開關仍可以合閘且合閘后不能分閘的重大隱患，為設備的安全運行提供了保證。目前，由于微機保護的應用，許多開關的跳合閘都通過繼電器邏輯實現(xiàn)，所以應將傳動試驗作為檢查開關控制回路的重要措施。要求在開關安裝后必須對開關控制回路進行全面?zhèn)鲃釉囼灒纫ＷC開關合閘于故障條件下不發(fā)生跳躍現(xiàn)象，也要保證開關能可靠分閘。

2015-08-16。

李立民（1971-），男，工程師，主要從事繼電保護工作，email：804640160@qq.com。