選相分合閘裝置對斷路器分、合閘監(jiān)視功能的影響

張 歡 曾鐵成

（昱安電力設(shè)計有限公司，湖南 長沙 430073）

變壓器是電力系統(tǒng)中的重要設(shè)備，在實際運行過程中，當(dāng)輸入電壓突變時，特別是當(dāng)變壓器空載合閘或保護動作時，受到初始相位角的隨機作用和變壓器偏磁，穩(wěn)態(tài)磁通以及剩磁累加效應(yīng)的影響，易產(chǎn)生勵磁涌流，如不采取有效手段進行抑制，勢必會引發(fā)保護裝置誤動，危害電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行。目前，為了減少勵磁涌流對電力設(shè)備的影響，變電站內(nèi)選相分合閘裝置的應(yīng)用越來越廣泛[1]。某500kV 變電站#1 主變高、中壓側(cè)配置了選相分合閘裝置。高、中壓側(cè)測控裝置遙控出口引至選相分合閘裝置，經(jīng)選相合閘出口分、合斷路器。調(diào)試過程中發(fā)現(xiàn)：當(dāng)斷路器處于分閘位置時，合位繼電器不能正常復(fù)位，導(dǎo)致斷路器操作箱在斷路器分閘位置時，出現(xiàn)合位監(jiān)視LED 燈和分位監(jiān)視LED 燈均亮的現(xiàn)象。針對此情況，本文進行分析，提出了改進方案。

1 總體設(shè)計方案

1.1 概述

某500kV 變電站500kV 電氣主接線采用一個半斷路器接線，220kV 采用雙母線接線，35kV 采用單母線接線。#1主變壓器高壓側(cè)布置在500kV 配電裝置第三串，由5031 和5032 斷路器組成一個不完整串。

1.2 #1 主變壓器測控、保護配置方案

某500kV 變電站#1 主變壓器高壓側(cè)、中壓側(cè)、低壓側(cè)以及本體測控裝置均采用南瑞繼保公司生產(chǎn)的PCS-9705A-H2 型測控裝置。完成主變?nèi)齻?cè)的交流電流、電壓測量,一次設(shè)備狀態(tài)位置及遙信信號采集,遙控輸出,油溫測量等。

#1 主變壓器保護按雙重化配置，非電量保護單套配置。第一套保護采用國電南自的PST-1200UT5-G 型微機變壓器保護裝置，第二套保護采用許繼電氣的WBH-801T5-G 型微機變壓器保護裝置，非電量保護采用許繼電氣的WBH-802T5-G 型微機變壓器保護裝置，主變中、低壓側(cè)采用許繼電氣的ZSZ-812/B型操作箱。

1.3 選相分合閘裝置配置方案

為了減少勵磁涌流對變壓器的影響，#1 主變高、中壓側(cè)配置了加拿大VIZIMAX 公司生產(chǎn)的選相分合閘裝置。#1 主變選相合閘系統(tǒng)連接示意如圖1。

圖1 #1 主變選相合閘系統(tǒng)連接示意圖

#1 主變高壓側(cè)5031 邊斷路器選相合閘電壓取自500kVⅠ母測量電壓，電流取自第一組TA 測量繞組；5032 中斷路器選相合閘電壓取自500kVⅡ母測量電壓，電流取自第二組TA 測量繞組；中壓側(cè)斷路器選相合閘電壓取自220kV 母線切換后的測量電壓，電流取自#1 主變中壓側(cè)TA 測量繞組。

#1 主變高、中壓側(cè)測控裝置遙控出口直接引至選相分合閘裝置，經(jīng)選相合閘出口分、合斷路器。

2 斷路器分、合閘監(jiān)視回路異常分析

某500kV 變電站在試驗調(diào)試過程中發(fā)現(xiàn)，經(jīng)選相分合閘裝置后，當(dāng)斷路器處于分閘位置時，合位繼電器不能正常復(fù)位，導(dǎo)致斷路器操作箱在斷路器分閘位置時，出現(xiàn)合位監(jiān)視LED 燈和分位監(jiān)視LED 燈均亮的現(xiàn)象。

以斷路器A 相跳閘回路為例，原理圖如圖2。

圖2 斷路器A 相跳閘及合位監(jiān)視回路圖

對選相分合閘裝置進行仿真測試，輸入正端V1P 電源+116V，輸入負(fù)端V1N 電源-116V，拆掉AA1，AA2，AA3，AA4，AA5，AA6 負(fù)載端接線，測量BB4 與AA1，AA2，AA3，AA4，AA5，AA6 的電壓均為80V，測量AA1 ，AA2，AA3，AA4，AA5，AA6 對地電壓均為一個初始值為30V 左右的衰減電壓，對地電壓最終值為3～4V。選相分合閘裝置仿真原理如圖3。

圖3 選相分合閘裝置仿真原理圖

由于選相分合閘裝置背板插件的I / O 是通過一系列壓敏電阻來防止過電壓，這些壓敏電阻的電容累積能量引起了選相分合閘裝置分、合閘出口處存在30V 的擾動電壓，當(dāng)連接電壓表時殘余電壓迅速衰減。測試選相合閘分、合閘出口對地電流最大約為6mA，衰減后最終約0.5mA，不會啟動分、合閘繼電器。由此可見，由于選相分合閘裝置分、合閘出口處存在30V 的擾動電壓，此電壓雖然不會造成開關(guān)的誤動，但是導(dǎo)致了斷路器分、合閘監(jiān)視回路發(fā)生異常。

3 存在的問題及解決措施

由于選相分合閘裝置分、合閘出口處存在30V 的擾動電壓，導(dǎo)致斷路器操作箱在斷路器分閘位置時，出現(xiàn)合位監(jiān)視LED 燈和分位監(jiān)視LED 燈均亮的現(xiàn)象。針對上述問題，本文提出在斷路器操作箱跳閘回路中將合位監(jiān)視與跳閘回路解開，并在合位監(jiān)視回路中串入斷路器常開接點來隔離干擾電壓，以斷路器A 相跳閘回路為例，如圖4 所示。

圖4 改進后斷路器A 相跳閘及合位監(jiān)視回路圖

斷路器在合閘位置時，常開接點DLA 閉合，AA1 經(jīng)分閘回路直接接至電源負(fù)極，AA1 處電位就是負(fù)極電位；在分閘位置時，常開接點DLA 打開，分閘回路斷開，AA1 不與電源的負(fù)極連接，可以隔離AA1 處的干擾電壓。為了驗證改進后回路的合理性，對斷路器分別處于分、合閘位置時進行分析：（1）斷路器處于分閘位置；當(dāng)斷路器處于分閘位置時，由于4C1D1 與4C1D2之間加入了斷路器常開接點DLA，4C1D1 與4C1D2 兩點電位各自獨立，合位監(jiān)視回路不受影響。（2）斷路器處于合閘位置；當(dāng)斷路器處于合閘位置時，常開接點DLA 閉合，合位監(jiān)視回路經(jīng)跳閘繼電器TQa 回路導(dǎo)通至電源負(fù)極，3KD1 與AA1 等電位，而由于此時無跳閘脈沖，AA1 相當(dāng)于短接至1TXJa 左端，等效電路如圖5。

圖5 斷路器合閘等效回路圖

由于選相分合閘裝置無跳閘脈沖，處于不導(dǎo)通狀態(tài)，AA1 到負(fù)電源呈高阻態(tài)，對原有回路影響幾乎可以忽略，現(xiàn)場測試此時合位監(jiān)視回路正常。上述以斷路器A 相跳閘回路為例，進行了分析，可以看出，改進后回路有效的解決了斷路器分、合閘監(jiān)視回路異常問題。斷路器B、C 相原理與A 相相同，此處不再累述。

4 結(jié)論

選相分合閘裝置，操作箱和斷路器構(gòu)成了一個選相分合閘系統(tǒng)[2]。選相分合閘系統(tǒng)二次回路的穩(wěn)定性和可靠性關(guān)系到斷路器動作的正確性[3]。因此，在選用不同廠家的選相分合閘裝置時，合理設(shè)計分、合閘操作回路，提前發(fā)現(xiàn)操作回路存在的異常，具有非常重要的意義。本文以某500kV 變電站調(diào)試過程中，經(jīng)選相分合閘裝置后，斷路器分、合閘監(jiān)視回路異常的問題，結(jié)合現(xiàn)場實際，提出了在斷路器操作箱跳閘回路中將合位監(jiān)視與跳閘回路解開，并在合位監(jiān)視回路中串入斷路器常開接點來隔離干擾電壓方法，有效的解決了斷路器分、合閘監(jiān)視回路異常問題，保證斷路器的安全穩(wěn)定運行。