500kV斷路器跳合閘回路失效案例分析及處理

沙文虎++張維民

摘 要：本文就500kV斷路器跳合閘回路失效案例的分析與處理展開了相關(guān)的研究工作，首先就壓力低禁止跳合閘的實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了簡要的闡述，而后針對斷路器跳合閘回路失效展開了深入的研究工作，最終提出了一些具體的建議措施，主要就包括了斷路器需具備雙套壓力閉鎖元件，通過操作箱來進(jìn)行直流電源切換供電，以及采用第一路直流供電等，希望借助于本文的研究工作能夠?yàn)橄嚓P(guān)的從業(yè)人員提供一些有用的參考信息。

關(guān)鍵詞：500kV；斷路器保護(hù)；操作箱；直流電源切換

中圖分類號：TM77 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

在電力系統(tǒng)之中，斷路器和相應(yīng)的控制回路是達(dá)成繼電保護(hù)自動控制與保護(hù)功能的主要執(zhí)行單元，220kV甚至以上電壓級別斷路器的良好穩(wěn)定性是實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)有序運(yùn)轉(zhuǎn)的關(guān)鍵。一般來說，對于≥220kV的電壓等級斷路器保護(hù)，應(yīng)當(dāng)能夠滿足于雙重保護(hù)的要求。保護(hù)的雙重化代表著斷路器機(jī)構(gòu)箱二次回路和操作箱的操作回路雙重化，然而在具體的實(shí)踐應(yīng)用過程當(dāng)中，卻經(jīng)常會由于斷路器機(jī)構(gòu)箱和操作箱二次回路難以協(xié)同配合而出現(xiàn)異常狀況。本文將結(jié)合以某500kV斷路器所出現(xiàn)的跳、合閘操作故障問題展開具體的分析與探討，并就其問題原因提出了一些針對性建議與措施。

一、壓力低禁止跳合閘的實(shí)現(xiàn)

通常壓力出現(xiàn)異常狀況時，為了實(shí)現(xiàn)對斷路器工作和系統(tǒng)運(yùn)行的安全保障，通常需針對相應(yīng)的操作采取閉鎖處理，也就是在斷路器的二次回路之中串進(jìn)相應(yīng)的閉鎖接點(diǎn)。

在以往較常采用的“四統(tǒng)一”設(shè)計(jì)方式下，通常會采取雙操作電源與雙跳閘線圈，然而其壓力閉鎖接點(diǎn)卻僅有一組，為了實(shí)現(xiàn)對壓力閉鎖回路電力供應(yīng)的有效保障，可采用直流電源自動切換供電的方式。圖1即為，在通常狀況下之時，兩路直流電源均同時存在，切換回路是通過第一路直流電源予以電力供應(yīng)；在第一路電源出現(xiàn)故障問題后，系統(tǒng)將自動會切換到第二路直流電源上，以實(shí)現(xiàn)對回路二的安全保障。此種切換設(shè)計(jì)是針對第一路直流電源的消失起到了極為良好的補(bǔ)償效用。

在這一工程壓力閉鎖回路的電力供應(yīng)方面同樣選用了以上操作電源的自動切換。然而應(yīng)當(dāng)引起足夠重視的是，此項(xiàng)工程斷路器本體本身便具有雙套壓力閉鎖元件，依次選用的是第一、二路直流供應(yīng)電源，同時和兩組跳、合閘回路所互相對照。

二、斷路器跳合閘回路失效分析

（一）原因分析

在考量到一路直流電源故障問題，如果直流回路選用自動切換之后的第二路直流電源供應(yīng)，那么第二路直流將同時也可能出現(xiàn)故障問題，使得兩路直流電源均面臨著喪失風(fēng)險(xiǎn)。相關(guān)的電力系統(tǒng)繼電保護(hù)反事故措施明確要求，互為冗余配置的兩組直流電間應(yīng)禁止直流回路應(yīng)用自動切換。因而，應(yīng)當(dāng)將有關(guān)設(shè)備的自動切換回路解開。同時，斷路器操作箱壓力繼電器便僅會由第一路直流電源予以電力供應(yīng)，相應(yīng)的控制回路若出現(xiàn)斷線問題，由于斷路器跳合閘回路串入常開壓力閉鎖接點(diǎn)，斷路器將無法進(jìn)行跳合閘。

（二）重合閘回路思考

在圖1之中斷路器操作箱的壓力低觸電要通過斷路器機(jī)構(gòu)箱引進(jìn)接入，同時斷路器操作箱到機(jī)構(gòu)箱的電纜長度相對較大，這一電纜線段落出現(xiàn)故障問題的可能性較大。

如果壓力低閉鎖重合閘回路通過操作箱直流電源切換進(jìn)行電源供應(yīng)，在第一路直流電源發(fā)生故障問題后便會直接切換到第二路直流電源上，由此也便會造成第二路直流出現(xiàn)故障，造成操作箱喪失兩路直流電源，屆時合閘回路也將喪失電源供應(yīng)。

如果地閉鎖重合閘回路僅可選取第一路直流供電，在失去第一路直流電源后，便會造成壓力低閉鎖重合閘信號開入保護(hù)，并且合閘回路將失去電源供應(yīng)，這時若出現(xiàn)單相接地故障，保護(hù)便會出現(xiàn)三相跳閘而不發(fā)生重合。

據(jù)此表明，壓力地閉鎖重合閘回路應(yīng)選取第一路直流電源供應(yīng)，不會導(dǎo)致重合閘功能風(fēng)險(xiǎn)的升高，并可避免同時喪失兩路電源供應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)，可優(yōu)選采用。

三、建議措施

在考量到此項(xiàng)工程的斷路器本身便攜帶了雙套壓力閉鎖元件，據(jù)此可將斷路器跳、合閘回路之中所串行接入的壓力低閉鎖接點(diǎn)11YJJ進(jìn)行短接處理，便可實(shí)現(xiàn)對此項(xiàng)問題的處理，同時就這一方案進(jìn)行現(xiàn)場調(diào)試同樣也驗(yàn)證了其準(zhǔn)確性。

綜合就上述案例分析與處理流程，可就針對壓力低禁止跳合閘和壓力低禁止重合閘回路直流電源配置采取以下處理措施：

第一，依據(jù)斷路器問題通過斷路器自身來處理的原則，壓力低禁止跳閘、禁止合閘、禁止操作等有關(guān)功能需通過斷路器本體來達(dá)成，為了保障其穩(wěn)定性，需要斷路器同時具備雙套壓力閉鎖元件，各自選用第一、二路直流電源予以電力供應(yīng)，同時和兩組跳閘回路互相對應(yīng)。

第二，在斷路器本體經(jīng)由單套壓力閉鎖元件，抑或是壓力低禁止跳合閘功能要利用操作箱完成之時，壓力低禁止跳合閘回路需通過操作箱直流電源切換供電，從而來實(shí)現(xiàn)對斷路器拒動作風(fēng)險(xiǎn)的有效降低，然而這一階段卻也將會同時面臨喪失兩路直流電源的風(fēng)險(xiǎn)。

第三，壓力低閉鎖重合閘回路通常可采用第一路直流電予以電力供應(yīng)，而不應(yīng)當(dāng)是采取操作箱直流電源切換供電。

結(jié)語

總之，斷路器故障問題的發(fā)生主要是由于壓力低禁止跳合閘的直流電源配置所導(dǎo)致的，因此針對斷路器問題應(yīng)由其自身解決，對于斷路器應(yīng)當(dāng)具備雙套壓力閉鎖元件；在斷路器的本體僅存在單套壓力閉鎖元件抑或是壓力低禁止跳合閘功能通過操作箱來控制時，壓力低禁止跳合閘回路應(yīng)當(dāng)通過操作箱進(jìn)行直流電源切換，從而實(shí)現(xiàn)對電力供應(yīng)的有效保障。

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