220kV断路器操作箱与断路器二次回路的配合_张志华

来源：世旅网

　　　　　　　　　　　　华北电力技术　　NORTHCHI48NAELECTRICPOWER　　　　　　　　No.11　2006

220kV断路器操作箱与断路器二次回路的配合

张志华1,冯辰虎2

(11张家口供电公司,河北张家口075000;21华北电力科学研究院有限责任公司,北京100045)

摘　要:为实现高压系统控制与保护系统的双重化配置,电力系统在保护双重化的基础上,同步进行了断路器操作回路的双重化配置,在操作箱及断路器的更换过程中,遇到了诸如压力闭锁、防跳、非全相跳闸等相关回路的配置等问题,对实际工作值得分析以及进行相应的处理。关键词:反措;双重化;操作箱;断路器;压力闭锁;防跳;非全相

中图分类号:TM561　　　文献标识码:B　　　文章编号:100329171(2006)1120048203CoordinationbetweenOperativeBoxandSecondaryCircuitsof220kVDisconnectorsZhangZhi2hua,FengChen2hu

(11ZhangjiakouPowerSupplyCo.,Zhangjiakou075000,China;

21NorthChinaElectricPowerResearchInstituteCo.Ltd.,Beijing100045,China)

Abstract:InordertorealizedoubleconfigurationofcontrolandprotectionsystemofHVelectricpowersystem,basedonthedoublingofprotectionsystem,thedoubleconfigurationofdisconnectoroperatingcircuitissynchronisticallymade.Whenreplacingoperativeboxesanddisconnectors,theconfigurationproblemsofmanyrelativecircuitsarediscovered,suchaspressureblocking,springprevention,open2phasetripandsoon.Inactualworktheseproblemsareworthtobeanalizedandhandled.

Keywords:countermeasures;doubling;operativebox;disconnectors;pressureblocking;springprevention;open2phase

　　操作回路及断路器是继电保护系统实现自动控制和保护功能的执行单元,是保证电力系统安全稳定运行的关键,根据反措要求“220kV及以上电压等级的元件保护,应实现保护的双重化”,保护的双重化有两个方面的要求,一是元件配置不同厂家、不同原理的两套保护,实现保护功能;二是由不同的保护作用不同的断路器,实现后备作用,如断路器失灵保护的设置。正是基于这种要求,使用双跳闸线圈断路器及双操作回路操作箱成为必然要求,是减少保护可靠动作瓶颈的主要措施。同时在压力闭锁、防跳和非全相等回路的配置提出了新的要求,现就有关问题进行分析。

量、电流量)的输入、采集,到控制命令的执行都必须通过独立的控制保护单元并行执行,从具体的

环节讲(比如断路器的压力闭锁回路),同样要求配置两套独立的元件,在独立的操作回路中分别实现相应的功能。

2　压力闭锁回路的实现

在压力异常的情况下,为保证系统的运行安全以及断路器的安全工作,需要对相应的操作进行闭锁,也正是因为在操作回路中串入了多个常开的闭锁接点,也增加了拒动的可能性,综合上述两个方面,需要对闭锁回路进行合理的配置。

(1)压力闭锁回路的供电采用操作电源自动切换。在“四统一”设计中,虽然设置了双操作电源、双跳闸线圈,但由于压力接点只有一组,为了保证压力回路的可靠供电,采用操作电源的自动切换(以南瑞公司的CZX212A为例,如图1),即,

1　完全双重化要求

在超高压、大电网中,保证保护动作的可靠性,有效地防止保护拒动是首要的要求。彻底的双重化要求除了保护的双重化之外,从模拟量(电压

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正常情况下两组操作电源同时存在,切换回路用操作电源一;而当操作电源一消失后,自动切换至操作电源二,保证操作回路二的完整性。该设计对于切换回路以外的回路故障造成的一组操作电源的消失,有很好的补偿作用,但其一个致命的缺点就是当在公共的压力回路发生故障,由于切换回路的存在会造成两组操作电源的相继消失。

3　防跳回路的分析

在过去的二次回路设计中,防跳功能在操作箱通过防跳继电器实现,由串联在跳闸回路的电流线圈实现起动,在合闸回路由不消失的合闸命令实现电压线圈的保持,断开合闸回路,将断路器闭锁到跳闸位置。同时,防跳继电器也起着跳闸保持的作用,保证开关的可靠跳闸。

由于防跳功能是对开关的一种保护,现在广泛采用的是利用断路器本身的防跳功能。这样需要对操作箱的相关回路进行处理,一方面需要继续利用防跳继电器的跳闸保持功能;另一方面解除对合闸回路的闭锁,有两种方法可以采用:(1)是断开电压保持线圈的回路,在实施过程中比较复杂,一般不推荐使用;(2)是短接合闸回路中的防跳继电器的常闭接点,如图2中的n62n181,是广泛采用的方法。

由于操作箱内的防跳继电器仍然保持合闸保持的功能,所以在更换开关后,必须重新测定跳闸线圈、合闸线圈的电阻值,选择相应的保持回路电流,以南瑞公司生产的CZX212A为例,直接用工作电源的电压除以线圈阻值,根据计算电流在操作箱选择相应的电流跳线即可,保持回路的灵敏度不需单独考虑,在装置中自动实现。

图1　操作电流自动切换的压力闭锁回路

(2)压力闭锁重动中间继电器回路固定采用

4　非全相保护的实现

利用断路器辅助接点,反映断路器的实际位置是实现非全相保护的根本要求。但现在有两种方案可以选择,一种是利用辅助保护中的非全相保护功能,断路器的辅助触点构成非全相起动回路启动重动中间继电器,继电器的接点作为辅助保护装置的开入,时间在保护装置内部整定,优点是回路在室内、并且跳闸延时在微机保护中实现,精确度高,但跳闸是通过操作箱的TJR继电器实现的,如果在设计有三相起动失灵的回路时,非全相跳闸后也起动断路器的失灵保护,与系统的要求“线路保护的非全相保护动作后,不起动失灵保护”不相符。另一种方式,是利用开关柜内的非全相保护功能,出口接点直接作用于跳闸回路,不存在起动失灵的问题,但是时间继电器在开关柜内,运行条件相对较差,加上时间的整定多为电位器方式,使得时间的精确程度难以把握。对于发电机、变压器断路器的非全相保护须经电流闭锁,则实现起来比较困难。另外在用于旁路断路器时,根据系统运行方式的不同,不同的线路或变压器

第一组操作电源。其实这种接线方式与前一种方式相比,在可靠性方面没有可取之处,当第二组操作电源消失,不会影响第一组回路的动作行为,但当不论因何原因造成第一组直流消失,由于压力闭锁继电器的返回,会造成两个操作回路的同时失效。

(3)根本的解决办法是实现操作回路(包括压力闭锁回路)的完全双重化。即在双跳闸线圈的基础上,由两套完全独立的压力接点起动独立的重动中间继电器,分别应用于两个独立的操作回路,保证两个回路的工作完全独立,互不影响。这样不论因何原因造成任一组操作电源消失,另一组操作回路可以进行可靠的跳闸,在220kV断路器更换中,已经广泛采用这种方式,取得了良好的工作效果。

(4)对压力整定回路的要求。在压力接点的输出整定值,一定要保证同一级闭锁两组接点定值的准确性和输出的同步性,防止发生不同步引起的闭锁失败(即一组回路已经闭锁了相应的操作,而另外一组仍然处于允许状态),造成对开关的损坏或扩大事故范围,危及系统的安全运行。

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图2　防跳回路的处理断路器的非全相保护时间整定不相同,带路操作中,需要改变非全相时间继电器的整定时间,给运行人员造成不便,同时也难以保证时间的准确。解决的办法是:选用适应外部环境、整定方便,精度容易保证的数字式时间元件,将会使开关柜内非全相保护功能的应用成为主流。

的失误,都可能酿成重大的损失。在某变电站的断路器接线回路见图3。

从设计的正确性来讲,似乎没有错误之处,但由于在断路器辅助接点的使用中,把同层的常开和常闭接点分别应用到交流和直流两个回路,在断路器动作辅助接点的切换过程中,由于电弧的发生,造成交、直流回路的弧光短路,使直流回路负极瞬间突变到400V左右,加上长电缆的电容效应,造成多路运行开关的跳闸事故。

5　注意回路设计的细节从生产中,我们不难发现,任何一个细小环节

6　结论

断路器相关回路的正确设计、合理配置以及功能的可靠使用,需要操作箱、断路器生产厂家不断地根据现场的运行要求及时改进和优化完善,使断路器的运行和控制更合理、更可靠。参考文献

[1]毛绵庆.电力系统继电保护规定汇编(第二版)1北

京:中国电力出版社,2000,5

[2]吴晓梅,邹森元.电力系统继电保护典型故障分析1

注:虚框内为断路器同层的辅助触点;Q1为断路器的辅助接点;

PC1为断路器合闸记数器;TQ为跳闸线圈

北京:中国电力出版社,2001,7

收稿日期:2006209215

作者简介:张志华(1962—),男,工程师,继电保护技能专家,从事继电保护专业的运行、维护和管理工作。

图3　断路器辅助节点的切换造成开关跳闸示意图

・消息・

我国首台自主产权超临界火电机组投产

截止到10月24日10时57分,由青岛国信实业有限公司投资建设的黄岛发电厂新建5号机组实现并网连续运行168h,负荷率达到98%以上,各项试运指标优良,目前正在全保护、全自动、满负荷运行。

这是我国首台自行设计、制造、投运的超临界660～710MW等级火电机组。同时开工建设的6号机组主体设备正在安装,明年一季度可正式投产。

华北电力科学研究院有限责任公司　信息所

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