500 kV斷路器操作回路兼容問題的實際解決

楊令

（國投云南大朝山水電有限公司，云南 昆明 650213）

500 kV斷路器操作回路兼容問題的實際解決

楊令

（國投云南大朝山水電有限公司，云南 昆明 650213）

云南大朝山水電廠在500 kV斷路器保護改造工程中，遇到操作箱與現地控制柜內控制回路不匹配的實際應用問題。主要涉及到斷路器跳閘回路和合閘回路的監視回路、位置指示、防跳回路，在設備初次上電后出現了指示燈異常點亮、TWJ、HWJ不正確勵磁的現象。本文描述了實際分析過程，提出了解決方案，并對運行情況進行介紹。關鍵詞：防跳回路；操作箱；跳閘回路；合閘回路；大朝山水電站

1 引言

云南大朝山水電站是跨21世紀投入運行的一座100萬kW級水電站，500 kV斷路器接線方式為3串一個半接線。所有斷路器操作箱目前已經全部更換完成，部分操作箱已投入運行超過3年。操作箱更換工作隨斷路器保護技術改造工程一起實施，包括500 kV、220 kV以及機組出口斷路器操作箱，在工程實施中操作箱與現地控制回路或多或少都會出現匹配問題。主要就是防跳回路、跳合閘監視回路、控制方式切換、指示異常等問題。作為一個運營15年的老水電站，保護設備的技術改造工作要先于大多數同行，本文就500 kV斷路器操作箱在技術改造過程中所遇到的匹配問題，分享分析過程，提出解決方案，以供參考。

2 背景介紹

大朝山500 kV斷路器及現地控制柜采用ABB公司生產設備，在現地控制柜中合閘回路分相配置防跳回路，兩路跳閘回路分相配置跳閘回路監視回路。其中跳閘監視回路設置有告警信號。

斷路器新操作箱選擇南瑞繼保設備CZX-22G型操作箱，裝置同樣配置有帶防跳功能的合閘回路、不帶防跳功能的合閘回路、跳閘回路監視回路、合閘回路監視回路。

大朝山電廠500 kV斷路器操作箱更換工作隨500 kV系統斷路器保護技術更新改造項目實施。新設備投入運行前，在調試過程中發現斷路器操作箱與現地控制柜內相同功能的防跳回路、監視回路出現匹配異常。針對此異常現象所做的電路回路分析、解決方法可舉一反三，對斷路器保護改造工作有參考意義。

3 操作箱異常發現

以最先實施技術改造的5031斷路器為例。5031斷路器保護裝置更新后，上電調試時發現操作箱3種狀態下的3種異常現象：

（1）第一次裝置上電，5031斷路器處于斷開位置。發現新5031斷路器保護裝置操作箱“跳閘回路監視Ⅰ”A、B、C三相指示燈、“跳閘回路監視Ⅱ”A、B、C三相指示燈狀態異常，處于半亮狀態。而正常狀態應為，當5031斷路器本體處于斷開位時，跳閘回路不通，操作箱兩路合位監視回路指示燈不點亮。

（2）斷路器合閘狀態時，兩路跳閘回路監視指示燈變得更亮。經安全分析，且安全可控條件下，合閘5031斷路器，“跳閘回路監視Ⅰ”指示燈、“跳閘回路監視Ⅱ”指示燈變為正常點亮，比斷開狀態變亮。

（3）斷路器在合閘狀態，“合閘回路監視”三相指示燈異常點亮。正常狀態下，合閘回路不通，“合閘回路監視”指示燈應當在斷路器合閘時熄滅。

4 問題歸納

經過現場檢查，控制回路分析，歸納為斷路器操作箱與現地控制柜控制回路匹配的兩個問題。

（1）斷路器分閘狀態，“跳閘回路監視指示Ⅰ”指示燈、“跳閘回路監視指示Ⅱ”指示燈異常點亮；

（2）斷路器合閘狀態，“合閘回路監視”指示燈異常點亮。

5 問題分析

對斷路器操作回路分析，指示異常、回路中HWJ、TWJ誤動作帶來不同的風險和隱患。

（1）指示燈異常指示，使得設備運行狀態不明確，斷路器跳閘合閘狀態不明確。給正常巡檢帶來錯誤指示，無法辨別設備實際運行狀態。

（2）繼電器處于不正確的勵磁狀態，會開出錯誤的信號，可能導致相關設備誤判設備運行方式，導致裝置誤動、拒動，如故障錄波、安全穩定控制裝置等。5.1跳閘回路檢查分析

將南瑞設備CZX-22G型操作箱與大朝山電廠ABB設備斷路器現地控制柜的操作回路接線圖合并為圖1，并體現現地控制柜的跳閘回路監視回路。斷路器一跳、二跳回路相同，圖1以一跳為例。

圖1 斷路器與控制柜操作回路接線圖

檢查跳閘回路中繼電器狀態：5031斷路器本體在斷開位時，操作箱兩路合閘位置監視回路指示燈點亮，測量兩路合位監視回路“HWJA”繼電器，繼電器處于動作狀態。而正常狀態是當5031斷路器本體處于斷開位時，操作箱兩路合位監視回路指示燈不點亮，兩路合位監視回路“HWJA”繼電器不動作。

測量回路中各節點直流電壓：整個回路正負極電壓為220 V，正常；操作箱與現地控制柜之間連接端子（4C1D1或4C2D2）電壓值為100 V左右。施加在3個HWJA電壓繼電器上的電壓使其誤勵磁。

從圖1中不難看出，跳閘控制回路中操作箱部分與現地控制柜內跳閘監視回路有串聯電阻。跳閘監視回路的使用使得整個回路電流走通，形成了串聯電阻分壓回路。操作箱的匹配電阻大小不合適，造成了3個“HWJA”較高電壓，使其呈勵磁狀態，發光二極管導通發光。同時，這種情況可能會造成防跳回路繼電器勵磁，在操作箱使用帶防跳功能的回路時，會造成合閘回路拒動的風險。

圖2 改造后合閘回路合并圖

在斷路器由分閘位置變為合閘位置時，監視回路失去作用，相當于現地控制柜電阻綜合值變小，才導致發光二極管變得更亮。這一現象也印證了，跳閘監視回路中電阻與操作箱內電阻不匹配是導致這一異?，F象的原因。

解決方案：為保證5031操作箱正常工作，解除斷路器現地控制柜兩路跳閘線圈監視回路，同時需解除現地控制柜兩路跳閘線圈監視告警回路。解決了指示燈不準確、HWJ誤動作的問題，本體跳閘回路監視回路拆除后，其功能由指示燈正確指示。

5.2 合閘回路檢查分析

根據規范，當操作箱與現地控制柜同時存在防跳回路時，應當優先采用現地控制柜內防跳回路。于是按照要求，我廠使用的南瑞設備CZX-22G型操作箱中帶防跳功能的合閘回路開出端子懸空。將操作箱和現地控制柜的合閘回路合并如圖2。

正是由于防跳回路的存在，合閘狀態下，5031斷路器CB開節點導通，信號指示燈通過合閘回路監視回路正負極電源導通和防跳回路導通電源正負極，指示燈點亮。幾個TWJ在開關處于合閘位置時，有可能處于誤勵磁狀態的風險，導致其他相關設備誤判斷路器運行狀態。同時，防跳繼電器同樣有可能處于誤勵磁的風險，導致合閘回路不能正常合閘。

解決方案：根據操作箱電路布置，合閘回路監視回路與合閘操作回路分別上端子，即解開如圖4C1D11、4C1D8兩處端子連接片連接。考慮在兩個端子之間加一副斷路器位置常閉接點。于是從5031現地控制柜分別引出斷路器A、B、C三相輔助觸點的常閉接點，跨接在三組端子之間，使得合閘位置時常閉接點打開，指示燈熄滅，TWJ返回。

6 運行效果

大朝山電廠500 kV斷路器共3串，其保護裝置改造項目按照一次設備停電計劃分步進行。2013年完成第3串斷路器保護部分，運行已滿3年，無異常發生；第1串、第2串各斷路器部分已于2015、2016年陸續完成，均無異常發生；靠線路側斷路器動作次數最多，單瞬故障重合閘成功，單永故障重合故障加速三跳，手動分合閘，均無異常。

TM561

B

1672-5387（2017）06-0028-02

10.13599/j.cnki.11-5130.2017.06.010

2017-03-19

楊 令（1986-），男，從事設備檢修維護工作。