選相分合閘裝置對斷路器分、合閘監視功能的影響

張 歡 曾鐵成

（昱安電力設計有限公司，湖南 長沙 430073）

變壓器是電力系統中的重要設備，在實際運行過程中，當輸入電壓突變時，特別是當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，穩態磁通以及剩磁累加效應的影響，易產生勵磁涌流，如不采取有效手段進行抑制，勢必會引發保護裝置誤動，危害電網安全穩定運行。目前，為了減少勵磁涌流對電力設備的影響，變電站內選相分合閘裝置的應用越來越廣泛[1]。某500kV 變電站#1 主變高、中壓側配置了選相分合閘裝置。高、中壓側測控裝置遙控出口引至選相分合閘裝置，經選相合閘出口分、合斷路器。調試過程中發現：當斷路器處于分閘位置時，合位繼電器不能正常復位，導致斷路器操作箱在斷路器分閘位置時，出現合位監視LED 燈和分位監視LED 燈均亮的現象。針對此情況，本文進行分析，提出了改進方案。

1 總體設計方案

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、中壓側、低壓側以及本體測控裝置均采用南瑞繼保公司生產的PCS-9705A-H2 型測控裝置。完成主變三側的交流電流、電壓測量,一次設備狀態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、中壓側配置了加拿大VIZIMAX 公司生產的選相分合閘裝置。#1 主變選相合閘系統連接示意如圖1。

圖1 #1 主變選相合閘系統連接示意圖

#1 主變高壓側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TA 測量繞組。

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

2 斷路器分、合閘監視回路異常分析

某500kV 變電站在試驗調試過程中發現，經選相分合閘裝置后，當斷路器處于分閘位置時，合位繼電器不能正常復位，導致斷路器操作箱在斷路器分閘位置時，出現合位監視LED 燈和分位監視LED 燈均亮的現象。

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，輸入負端V1N 電源-116V，拆掉AA1，AA2，AA3，AA4，AA5，AA6 負載端接線，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的誤動，但是導致了斷路器分、合閘監視回路發生異常。

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，導致斷路器操作箱在斷路器分閘位置時，出現合位監視LED 燈和分位監視LED 燈均亮的現象。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視與跳閘回路解開，并在合位監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 相跳閘及合位監視回路圖

斷路器在合閘位置時，常開接點DLA 閉合，AA1 經分閘回路直接接至電源負極，AA1 處電位就是負極電位；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，合位監視回路不受影響。（2）斷路器處于合閘位置；當斷路器處于合閘位置時，常開接點DLA 閉合，合位監視回路經跳閘繼電器TQa 回路導通至電源負極，3KD1 與AA1 等電位，而由于此時無跳閘脈沖，AA1 相當于短接至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，處于不導通狀態，AA1 到負電源呈高阻態，對原有回路影響幾乎可以忽略，現場測試此時合位監視回路正常。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 結論

選相分合閘裝置，操作箱和斷路器構成了一個選相分合閘系統[2]。選相分合閘系統二次回路的穩定性和可靠性關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，合理設計分、合閘操作回路，提前發現操作回路存在的異常，具有非常重要的意義。本文以某500kV 變電站調試過程中，經選相分合閘裝置后，斷路器分、合閘監視回路異常的問題，結合現場實際，提出了在斷路器操作箱跳閘回路中將合位監視與跳閘回路解開，并在合位監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、合閘監視回路異常問題，保證斷路器的安全穩定運行。