斷路器防跳回路失效分析

陳偉華，馬 偉，陳駿杰，凌 光

(1.國(guó)網(wǎng)浙江省電力有限公司臺(tái)州供電公司，浙江 臺(tái)州 318000；2.國(guó)網(wǎng)浙江省電力有限公司杭州供電公司，浙江 杭州 310009；3.國(guó)網(wǎng)浙江省電力有限公司紹興供電公司，浙江 紹興 312000)

0 引言

斷路器是電力系統(tǒng)中重要一次設(shè)備。當(dāng)系統(tǒng)故障時(shí)，斷路器可靠地切斷故障電流，有效隔離正常設(shè)備和故障點(diǎn)，從而保障電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定。若斷路器防跳回路存在問題，在故障時(shí)斷路器將無法可靠跳閘，會(huì)多次“分合閘”，使一次設(shè)備(斷路器、變壓器等)遭受數(shù)次故障電流的沖擊，造成斷路器遮斷能力下降、變壓器繞組變形、系統(tǒng)失去穩(wěn)定等情況，若在直流受端發(fā)生多次故障將會(huì)造成雙極閉鎖，惡化系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，為此需要確保斷路器防跳回路正確無誤，保證發(fā)生故障時(shí)能可靠斷開斷路器。

1 防跳回路

斷路器跳躍是因合閘接點(diǎn)(合閘接點(diǎn)黏連、重合閘脈沖過長(zhǎng))未及時(shí)返回，在斷路器分閘后又發(fā)生誤合閘的情況。斷路器防跳回路能保證發(fā)生故障時(shí)斷路器能穩(wěn)定地處于分閘位置，是確保斷路器安全運(yùn)行的重要措施。操作箱防跳啟動(dòng)條件是保護(hù)動(dòng)作跳閘出口，機(jī)構(gòu)防跳啟動(dòng)條件是合閘觸點(diǎn)黏連。

2 事故經(jīng)過

2018年8月某地區(qū)220 kV變電站“甲乙站”全站大修，現(xiàn)場(chǎng)繼保檢修人員模擬線路永久性接地故障時(shí)，對(duì)220 kV線路進(jìn)行整組傳動(dòng)，并驗(yàn)證二次回路的正確性。當(dāng)繼保檢修人員對(duì)2018線模擬A相永久性接地故障進(jìn)行整組試驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)“2018線”保護(hù)及斷路器動(dòng)作行為不合正常邏輯，見表1。

3 故障原因

2018線相關(guān)設(shè)備信息如下：斷路器采用西門子(杭州)生產(chǎn)的3AQ1EE型斷路器，保護(hù)裝置廠家南瑞繼保RCS931A，操作箱南瑞繼保CZX12R。

根據(jù)2018線表1的動(dòng)作行為，現(xiàn)場(chǎng)檢修人員初步判定是防跳回路出現(xiàn)問題，現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行檢查發(fā)現(xiàn)，操作箱CZX12R中虛線框⑤電阻R5脫落虛接，見圖1。

圖1 操作箱CZX12R中電阻R5脫落

表1 保護(hù)及斷路器動(dòng)作情況

當(dāng)2018線模擬A相永久性接地故障時(shí)，操作箱各繼電器動(dòng)作情況如下。

(1) 保護(hù)裝置重合閘脈沖展寬300 ms，當(dāng)斷路器重合閘到故障時(shí)，則繼電保護(hù)動(dòng)作，保護(hù)出口接點(diǎn)TJA將會(huì)閉合，此時(shí)“A相跳閘”回路接通，防跳繼電器12TBIJa將啟動(dòng)。

(2) 在“防跳”回路中，12TBIJa常開接點(diǎn)閉合，“防跳”回路接通，使得虛線框④1TBUJa繼電器啟動(dòng)，虛線框①1TBUJa常閉接點(diǎn)打開，斷開合閘回路，但當(dāng)保護(hù)出口接點(diǎn)TJA返回時(shí)，1TBUJa常閉接點(diǎn)閉合，為此該接點(diǎn)只是暫時(shí)開斷合閘回路。

(3) 由于電阻R5脫落，在重合閘脈沖展寬300 ms時(shí)間內(nèi)，防跳回路無法通過圖5中黑色箭頭虛線“+kM—ZHJ常開接點(diǎn)—SHJa繼電器—R5電阻—1TBUJa常開接點(diǎn)—2TBUJa繼電器—-kM”形成通路，虛線框③2TBUJa繼電器無法形成自保持回路，虛線框②中2TBUJa常閉接點(diǎn)一直閉合狀態(tài)。

(4) 當(dāng)保護(hù)復(fù)歸，TJA跳閘脈沖消失后，跳閘回路中防跳繼電器12TBIJa失電，虛線框①1TBUJa常閉接點(diǎn)閉合，導(dǎo)致重合閘脈沖通過機(jī)構(gòu)合閘線圈構(gòu)成通路，造成2018線加速三跳后再次發(fā)生A相合閘的情況。

4 整改措施

由上可知，2018線斷路器動(dòng)作行為不正確是因?yàn)楸Ｗo(hù)裝置防跳回路中電阻R5脫落虛接引起，同時(shí)考慮到《繼電保護(hù)及二次回路安裝及驗(yàn)收規(guī)范》第5.5.2規(guī)定：斷路器宜采用斷路器本體防止斷路器跳躍功能，《線路保護(hù)及輔助裝置標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)規(guī)范》第11.1.2規(guī)定：斷路器防跳功能應(yīng)由斷路器本體機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，為此確定整改措施如下。

(1) 取消操作箱防跳。短接操作箱合閘回路中防跳常閉接點(diǎn)取消操作箱防跳，即短接圖1中n6和n181。

(2) 使用開關(guān)機(jī)構(gòu)防跳。根據(jù)規(guī)范要求，使用斷路器本體機(jī)構(gòu)的防跳功能。

5 試驗(yàn)方法

整改完成后，防跳回路試驗(yàn)方法如下。

(1) 驗(yàn)證斷路器機(jī)構(gòu)在“遠(yuǎn)方/就地”均具備防跳。將斷路器“遠(yuǎn)方/就地”切換開關(guān)分別打至“遠(yuǎn)方”或“就地”，在斷路器就地端子箱處進(jìn)行如下試驗(yàn)，若①和②均滿足，說明機(jī)構(gòu)防跳在“遠(yuǎn)方/就地”均具備。

① 斷路器處于合閘狀態(tài)：持續(xù)加入合閘命令，再持續(xù)加入分閘命令，斷路器正確跳閘，且不再合閘，保持分閘位置。

② 斷路器處于分閘狀態(tài)：持續(xù)加入分閘命令，再持續(xù)加入合閘命令，斷路器實(shí)現(xiàn)一次合閘、跳閘后，不再合閘，保持分閘位置。

(2) 驗(yàn)證操作箱或智能終端防跳已拆除。暫時(shí)拆除斷路器機(jī)構(gòu)防跳，然后在操作箱跳合閘命令接收端子進(jìn)行驗(yàn)證，方法同步驟①和②，此時(shí)若斷路器發(fā)生跳躍現(xiàn)象，說明操作箱防跳已拆除。

(3) 驗(yàn)證操作箱與斷路器機(jī)構(gòu)兩者回路配合情況。恢復(fù)斷路器機(jī)構(gòu)防跳，然后在操作箱跳合閘命令接收端子進(jìn)行驗(yàn)證，方法同步驟①和②，結(jié)果滿足說明操作箱與斷路器機(jī)構(gòu)兩者回路配合良好，斷路器整體具備防跳功能。

6 結(jié)束語

防跳回路防止故障時(shí)開關(guān)跳閘后誤合導(dǎo)致設(shè)備損壞和事故擴(kuò)大，保障斷路器可靠地處于分閘位置，從而保障整個(gè)電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性。介紹操作箱防跳和斷路器機(jī)構(gòu)本體防跳回路，并以某地區(qū)220 kV變電站2018線防跳失效為案例，對(duì)操作箱防跳回路失效的原因進(jìn)行了闡述，并給出了整改技術(shù)措施，最后給出了斷路器防跳回路的試驗(yàn)方法。