高壓斷路器控制回路常見問題分析及改進

馮濤

【摘 要】論文主要針對高壓斷路器控制回路常見問題的分析和改進展開深入研究，結合斷路器控制回路原理，對高壓斷路器控制回路的操作機構控制回路誤發跳閘信號、斷路器拒動不能及時斷開回路等常見問題進行了深入分析。最后提出了在合閘回路中及時增設超時時間繼電器，同時還要合理選擇繼電器的改進措施。

【Abstract】This paper focuses on the analysis and improvement of common problems in control circuit of high voltage circuit breaker. Combined with the principle of control circuit of circuit breaker， this paper analyzes the common problems in control circuit of high voltage circuit breaker， such as the control circuit of the operating mechanism sends out trip signal wrongly， the circuit breaker fails to disconnect the circuit in time when it refuses to operate. Finally， the improvement measures of adding timeout relay in closing circuit and selecting relay reasonably are put forward.

【關鍵詞】高壓斷路器;控制回路;分析處理

【Keywords】high voltage circuit breaker; control circuit; analysis and processing

【中圖分類號】TM561? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文獻標志碼】A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文章編號】1673-1069（2019）01-0168-02

1 引言

斷路器是鐵路牽引變電所的一項重要電氣設備，這對于接通或斷開電路具有極大的幫助，特別是在牽引供電系統發生短路故障時，斷路器能否迅速動作將故障點切除，與斷路器的電氣、機械性能有著一定的聯系，還關系到其控制、保護及二次回路接線的合理性。因此，對于高壓斷路器控制回路，必須要制定切實可行的改進措施來保證供電系統的安全運行。

2 斷路器控制回路原理

以高鐵牽引變電所220kV等級的斷路器控制回路為例，現階段，斷路器分、合閘二次控制回路得到了廣泛的應用，斷路器在合閘命令發生過程中，如果斷路器輔助接點沒有返回，合閘回路會一直處于導通的狀態。

在實際運行過程中，斷路器在合閘操作過程中極容易出現以下問題：首先，在斷路器分、合閘過程中，斷路器機構和輔助開關配合不合理問題經常出現，進而導致在分、合閘過程中，斷路器分、合閘到位輔助開關觸頭難以斷開;其次，斷路器機構自身的靈活性嚴重缺失，卡澀現象較為常見[1]。在斷路器分、合閘操作過程中，雖然分、合閘回路導通，但是由于受到機構問題的影響，很難合上斷路器。

3 高壓斷路器控制回路常見問題分析

3.1 跳閘操作箱誤發跳閘信號

針對跳閘操作箱誤發跳閘信號問題，值班人員必須要明確斷路器跳閘的原因是因為正常操作跳閘導致的，還是事故跳閘導致的。針對這一問題，相關工作人員必須要進行深入的分析和探討。

圖1屬于某廠生產的分相操作箱原理接線圖的一部分，這在220kV和以上斷路器的控制回路中得到了廣泛的應用，但是在手動正常操作斷路器跳閘過程中，極容易誤發保護動作出口跳閘信號。比如：以A相為例，在手動操作斷路器跳閘過程中，手動繼電器STJa勵磁，其接點STJa閉合，如果接通了跳閘回路，極容易導致斷路器出現跳閘。在這個過程中，對于“防跳”繼電器的自保護回路來說，接通了保護動作出口跳閘信號繼電器TXIJa電流線圈回路，導致其勵磁動作，進而不利于運行人員的正常操作和運行。

在圖1中，對于手動繼電器STJa的接點，如果在TXIJa電流線圈兩端進行了并接，在STJa發生動作時，會大大增加TXIJa電流線圈短路問題的發生概率，但是，針對TXIJa動作電流這一問題，要對斷路器跳閘電流進行全方位、多角度的分析，以此來為設計提供可行的參考依據，其動作具有高度的靈活性，而且線圈直流電阻也不大。此時，STJa接點已經將其電流線圈短路，但是仍然會流經一些跳閘電流，進而存在于TXIJa電流線圈[2]，進而使其動作。因此，結合現場實際調試經驗，在TXIJa繼電器選擇和調試過程中，要將這種動作的靈活性保持在合理范圍內，而且在保護動作出口過程中，還要確保電路器能夠跳閘，并發出信號。

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3.2 斷路器拒動不能及時斷開回路

對于進線為220kV等級牽引變電所的高壓斷路器，大都設置了兩組跳閘線圈，在手動跳閘時，所接通的跳閘線圈僅有一組，而要想滿足自動裝置動作跳閘的保護要求，要將兩組跳閘線圈進行接通處理，旨在確保斷路器動作跳閘的穩定性和可靠性，及時將故障點切除掉，避免事故范圍的擴大，將電力系統故障的危害降至最低，從而促進電力系統的健康運行。

以330kV牽引變電所為例，在電氣調試施工過程中，對于進線保護帶斷路器聯動試驗工作的開展，必須予以高度重視。在試驗過程中，斷路器拒動現象較為常見，也就是說，針對手動操作斷路器分合閘，其運作狀態是非正常的，而保護裝置動作出口以后，斷路器沒有出現跳閘現象。基于此，反復校對和分析斷路器控制回路和保護回路接線，但是并沒有發現異常問題。要想充分掌握拒動的成因，相關工作人員在試驗時，可以任意采用一組跳閘線圈回路斷開，這時，斷路器拒動現象便消失不見，如果兩組跳閘線圈同時接入斷路器，便會出現拒動現象。經過查找和分析發現，兩組跳閘線圈套在了同一鐵芯上（見圖2），在這兩組線圈中，其匝數是相同的，保護裝置在發出跳閘指示以后，流經兩線圈的電流也是相同的，進而產生的磁通為Ф1=Ф2。在圖2中，鐵芯中的合成磁通Ф=Ф1+Ф2=2Ф1，其中，產生了諸多電磁力，這遠遠比一組跳閘線圈工作效率要高，很難使斷路器出現跳閘現象，但是針對兩組跳閘線圈的實際接線，仍然需要進一步改進。

由圖3可以了解到，兩組跳閘線圈產生的磁通Ф1和Ф2數值是相同的，但是方向上是不相同的，所以，鐵芯中合成磁通Ф=Ф1-Ф2=0，所產生的電磁力也是0，進而造成保護裝置動作出口跳閘，斷路器拒動。對于這種錯誤的接線方式，必須要予以高度重視。

4 改進措施

4.1 合閘回路中增設超時時間繼電器

在斷路器分、合閘回路中，對于分、合閘超時時間繼電器SJ的增設是至關重要的。在斷路器合閘過程中，在開啟合閘線圈以后，要啟動超時時間繼電器SJ，其正常合閘時間并不長，極容易導致超時返回繼電器SJ延時觸點動作出現滯緩現象。在合閘回路中，如果存在故障問題，如果合閘保持時間與斷路器正常操作時間存有差異，則開關輔助接點出現斷開現象的概率較高。超時閉合觸點SJ-1動作將中間繼電器ZJ開啟，開啟以后，其閉合觸點ZJ-1斷開合閘回路，ZJ-2斷開超時繼電器SJ啟動回路，避免在控制回路中燒壞各個元件，其保護作用十分顯著。在SJ啟動過程中，開入量回路中ZJ繼電器的一對常開觸點的運作狀態是閉合的，借助硬接點信號向監控后臺發送故障信號。

4.2 合理選擇繼電器

對于時間繼電器來說，繼電器必須要保證較高的精準度，而且也要避免由于時間繼電器的接入，進而使分、合閘回路參數的準確性難以保證，從而導致分、合閘線圈的動作電壓和功率降低，要結合控制回路電壓等級來確定時間繼電器的電壓等級。

5 結語

綜上所述，針對高壓斷路器控制回路的常見問題要予以高度重視，并制定配套可行的改進措施，最大程度地避免分、合閘回路電器元件和保護裝置元器件出現燒壞現象，將變電所維護費用控制在合理范圍內，落實好節約化原則，并為設備的安全運行創造良好的條件，以滿足變電所的內在需求。其中，對于保護裝置生產廠家，還要合理化設計斷路器控制回路，進而滿足用戶需求。

【參考文獻】

【1】甘凌霄，朱劍宇，盧興福，等.基于DSP的高壓斷路器控制回路智能防燒模塊的研制[J].電力大數據，2018，21（06）：58-62.

【2】耿蒲龍，宋建成，趙鈺，等.基于SVM增量學習算法的煤礦高壓斷路器故障模式識別方法[J].煤炭學報，2017，42（08）：2198-2204.