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摘 要：文章对几种常见的断路器SF6压力低闭锁回路设计中存在的问题与不足进行简要的分析，提出符合现场实际运行需求的优化改进措施，进一步提高压力低闭锁回路的可靠性。
关键词：SF6；压力低闭锁回路；优化建议
中图分类号：TM561 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2015）05-0093-02
某供电局工作人员在220 kV线路定检工作中进行断路器本体回路检查试验时，发现断路器SF6压力低闭锁功能失效，无法实现闭锁分合闸。经检查确认为闭锁重动继电器线圈烧坏不能励磁，从而导致闭锁回路无法正常启动。现场翻查历史运行记录，该线路没有发生过任何异常告警信号，因此无法得知该闭锁重动继电器何时故障。
目前，断路器SF6压力低闭锁回路均由各自断路器制造厂家自行设计，由于闭锁方案的设计没有统一标准，存在SF6压力低闭锁时未能可靠闭锁分合闸回路，或者不能及时发出告警信号提醒运行人员，给电网运行带来极大安全隐患。本文通过分析几种常见SF6压力低闭锁回路设计中存在的问题与不足，进一步提出了优化改进措施。
1 断路器SF6压力低闭锁回路设计现状
1.1 单路重动继电器实现分合闸闭锁功能的设计回路
单路重动继电器实现分合闸闭锁功能的设计回路如图1所示，当断路器SF6气体压力低于额定值时，气体密度监视继电器63GBE接点闭合，一方面启动63GE重动继电器发出闭锁信号，及时告知运行人员对异常断路器采取防范措施；另一方面启动63GE1X重动继电器，该继电器提供3个常闭接点分别串接在合闸、分闸1和分闸2回路上，实现同时闭锁断路器的整个分合闸回路。这种回路设计接线简单，闭锁功能易实现，但同时存在以下问题：①设备在正常运行时63GE1X及63GE继电器长期不励磁，回路中也没有设计相应监视回路，当该回路或63GE1X继电器存在异常时，在SF6压力低的情况下整个操作回路都无法实现闭锁；②闭锁回路采用第一路操作电源作为工作电源，当SF6压力低达到闭锁值的同时第一路操作电源出现异常，将导致63GE1X继电器无法正确动作，此时分闸2回路因没有闭锁仍能跳闸。
1.2 两路独立重动继电器实现分合闸闭锁功能的设计回路
两路独立重动继电器实现分合闸闭锁功能的设计回路如图2所示，气体密度监视继电器63GLL提供两个独立常闭接点分别启动63GLLX1和63GLLX2重动继电器。其中63GLLX1继电器提供两个常闭接点分别串接在合闸和分闸1回路，一个常开接点接入发信回路，实现SF6压力低闭锁合闸及分闸1并告警功能；63GLLX2继电器提供1个常闭接点串接在分闸2回路，一个常开接点接入发信回路，实现SF6压力低闭锁分闸2并告警功能。这种回路设计保证了闭锁回路与相应操作回路选取同一路工作电源，实现两路闭锁回路相互独立。由于63GLLX1和63GLLX2继电器正常运行时长期不启动，同样没有设计相应监视回路，当任一继电器发生故障未能及时发现，使得无法可靠实现分合闸回路的完全闭锁。
由于重动继电器的接点数量配置问题，存在合闸与分闸回路共用同一接点的情况。如图3所示，63GLX-1继电器提供1个常闭接点串接在合闸和分闸1回路的公共部分上，实现合闸与分闸1的同时闭锁。该种接线方式除了存在上述无法可靠实现分合闸回路的完全闭锁情况外，还需考虑分合闸回路并接后该继电器接点（31-32）的输出容量能否满足要求。
1.3 多路重动继电器实现分合闸闭锁功能的设计回路
多路重动继电器实现分合闸闭锁功能的设计回路如图4所示，断路器正常运行时，SF6气体密度继电器S4提供的两组独立接点21-23、31-33保持断开。分析第一组闭锁回路，闭锁重动继电器k5正常不动作，其常闭接点7-9一直保持导通使得中间继电器K10长期励磁动作，此时分别串接在合闸和分闸1回路中的K10继电器两个独立常开接点保持接通，保证了合闸与分闸1回路能正常操作。当SF6压力降低到闭锁值时，S4密度继电器21-23接点导通使K5重动继电器动作断开7-9接点，K10继电器因工作电源消失而返回，其两个常开接点断开实现合闸与分闸1回路闭锁，同时一组常闭接点接通发出闭锁信号。同样S4密度继电器31-33接点闭合时，第二组闭锁回路中k105重动继电器动作使得k55中间继电器返回，实现闭锁分闸2回路并发闭锁信号。这种回路设计多用于需要同时满足多种闭锁条件（如N2闭锁、油压闭锁等）的断路器上，将闭锁重动继电器的接点串接于K10和K55回路上实现总闭锁。由于K10和K55长期带电，可以起到闭锁回路的长期监视作用。但同时对该类继电器的质量提出更高要求，当继电器存在异常时，所有闭锁功能将失效，带来更大安全隐患。另外对于K5和K105闭锁回路同样存在缺少实时监视的有效手段。
2 闭锁回路存在问题分析
通过上述几种闭锁回路设计现状的分析，可以简单归纳出SF6压力低闭锁回路存在以下不足。
①断路器机构内部选取的气体密度继电器所提供的动作接点多为常闭接点，只有少数型号能提供常开接点选择。正常运行时该密度继电器接点长期断开，此时所串接的闭锁重动继电器只能处于长期不动作状态，无法采用实时监测手段掌握闭锁继电器的状态是否良好，容易出现因长期不动作导致接点卡死或继电器早已烧毁未能发现等情况，存在压力低闭锁时仍能操作分合断路器的风险隐患。
②闭锁回路设计中只选取一个重动继电器，无论正常运行时长期带电还是不带电，一旦继电器故障则闭锁功能失效，因此对于重动继电器的质量选型要求不容忽视。受限于断路器本体的安装及工作环境，继电器容易受到振动、高温和受潮，在强电磁干扰环境下，质量较差的继电器比较容器出现故障，使得闭锁回路的可靠性降低。
3 闭锁回路优化方式
为更好地解决以上问题与不足，需要在回路设计方面进行优化。优化方式如下。 3.1 将气体密度继电器常闭接点改接为常开接点
对于断路器内的气体密度继电器具有常开和常闭两种接点可供选择的，采用常开接点启动闭锁重动继电器，如图5所示。正常运行时，气体密度继电器BD1接点21-22、31-32导通，第一路闭锁重动继电器K9与第二路闭锁重动继电器K10长期励磁动作，其相应的11-14、31-34接点闭合，长期开放分合闸回路操作功能。当SF6压力低闭锁动作时，K9、K10继电器同时失电，可靠断开分合闸操作回路，同时21-22接点返回接通，发闭锁信号，实现气体压力低闭锁功能。由于K9、K10继电器长期励磁，其自身可实现监视告警功能，当闭锁回路异常或继电器本身故障将导致K9或K10继电器返回，此时后台报压力低闭锁及控制回路断线告警信号，及时提醒运行人员进行处理，有效减低闭锁回路的拒动风险。
3.2 闭锁单接点改为闭锁双节点串接
气体密度继电器只提供常闭接点情况下，可通过增加一路闭锁重动继电器与原有继电器并联（如图6（a）所示），或取密度继电器的另一对常闭接点启动该新增继电器（如图6（b）所示）的方式，将两路重动继电器的常闭接点串接在相应分合闸回路中实现闭锁功能，其闭锁信号由两组常开接点并接提供。
当SF6气体压力低闭锁动作时，ZJ1和ZJ2重动继电器均能同时动作，即使在任何一个继电器出现故障无法动作的情况下，另一路继电器也能保证可靠动作断开分合闸操作回路，同时发出闭锁信号，可靠实现闭锁功能。这种设计接线方式在一定程度上降低了因无法监视长期不带电的闭锁继电器状态而带来拒动的存在风险，进一步提高了闭锁回路的可靠性。
4 结 语
断路器SF6压力低闭锁回路作为断路器安全运行的其中一项重要保护手段，其闭锁功能的可靠性直接影响着设备乃至整改电网的可靠稳定运行。本文对压力低闭锁回路中存在的问题通过分析提出了优化改进措施，借此引起相关人员注意应更加注重对闭锁回路动作的可靠性作出更合理的选择配合，进一步完善压力低闭锁功能。
参考文献：
[1] 曹树江，林榕.断路器操动机构与继电保护控制回路的协调与配合[J].继电器，2010，（11）.
[2] 陈晓彬，黄祖伟，屠黎明.高压断路器压力低闭锁回路存在问题的分析与改进[J].电力系统自动化，2012，（24）.
[3] 蒋苏静，蒋国顺.220 kV断路器操作回路的优化配合研究[J].高压电器，2013，（11）.
关键词：SF6；压力低闭锁回路；优化建议
中图分类号：TM561 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2015）05-0093-02
某供电局工作人员在220 kV线路定检工作中进行断路器本体回路检查试验时，发现断路器SF6压力低闭锁功能失效，无法实现闭锁分合闸。经检查确认为闭锁重动继电器线圈烧坏不能励磁，从而导致闭锁回路无法正常启动。现场翻查历史运行记录，该线路没有发生过任何异常告警信号，因此无法得知该闭锁重动继电器何时故障。
目前，断路器SF6压力低闭锁回路均由各自断路器制造厂家自行设计，由于闭锁方案的设计没有统一标准，存在SF6压力低闭锁时未能可靠闭锁分合闸回路，或者不能及时发出告警信号提醒运行人员，给电网运行带来极大安全隐患。本文通过分析几种常见SF6压力低闭锁回路设计中存在的问题与不足，进一步提出了优化改进措施。
1 断路器SF6压力低闭锁回路设计现状
1.1 单路重动继电器实现分合闸闭锁功能的设计回路
单路重动继电器实现分合闸闭锁功能的设计回路如图1所示，当断路器SF6气体压力低于额定值时，气体密度监视继电器63GBE接点闭合，一方面启动63GE重动继电器发出闭锁信号，及时告知运行人员对异常断路器采取防范措施；另一方面启动63GE1X重动继电器，该继电器提供3个常闭接点分别串接在合闸、分闸1和分闸2回路上，实现同时闭锁断路器的整个分合闸回路。这种回路设计接线简单，闭锁功能易实现，但同时存在以下问题：①设备在正常运行时63GE1X及63GE继电器长期不励磁，回路中也没有设计相应监视回路，当该回路或63GE1X继电器存在异常时，在SF6压力低的情况下整个操作回路都无法实现闭锁；②闭锁回路采用第一路操作电源作为工作电源，当SF6压力低达到闭锁值的同时第一路操作电源出现异常，将导致63GE1X继电器无法正确动作，此时分闸2回路因没有闭锁仍能跳闸。
1.2 两路独立重动继电器实现分合闸闭锁功能的设计回路
两路独立重动继电器实现分合闸闭锁功能的设计回路如图2所示，气体密度监视继电器63GLL提供两个独立常闭接点分别启动63GLLX1和63GLLX2重动继电器。其中63GLLX1继电器提供两个常闭接点分别串接在合闸和分闸1回路，一个常开接点接入发信回路，实现SF6压力低闭锁合闸及分闸1并告警功能；63GLLX2继电器提供1个常闭接点串接在分闸2回路，一个常开接点接入发信回路，实现SF6压力低闭锁分闸2并告警功能。这种回路设计保证了闭锁回路与相应操作回路选取同一路工作电源，实现两路闭锁回路相互独立。由于63GLLX1和63GLLX2继电器正常运行时长期不启动，同样没有设计相应监视回路，当任一继电器发生故障未能及时发现，使得无法可靠实现分合闸回路的完全闭锁。
由于重动继电器的接点数量配置问题，存在合闸与分闸回路共用同一接点的情况。如图3所示，63GLX-1继电器提供1个常闭接点串接在合闸和分闸1回路的公共部分上，实现合闸与分闸1的同时闭锁。该种接线方式除了存在上述无法可靠实现分合闸回路的完全闭锁情况外，还需考虑分合闸回路并接后该继电器接点（31-32）的输出容量能否满足要求。
1.3 多路重动继电器实现分合闸闭锁功能的设计回路
多路重动继电器实现分合闸闭锁功能的设计回路如图4所示，断路器正常运行时，SF6气体密度继电器S4提供的两组独立接点21-23、31-33保持断开。分析第一组闭锁回路，闭锁重动继电器k5正常不动作，其常闭接点7-9一直保持导通使得中间继电器K10长期励磁动作，此时分别串接在合闸和分闸1回路中的K10继电器两个独立常开接点保持接通，保证了合闸与分闸1回路能正常操作。当SF6压力降低到闭锁值时，S4密度继电器21-23接点导通使K5重动继电器动作断开7-9接点，K10继电器因工作电源消失而返回，其两个常开接点断开实现合闸与分闸1回路闭锁，同时一组常闭接点接通发出闭锁信号。同样S4密度继电器31-33接点闭合时，第二组闭锁回路中k105重动继电器动作使得k55中间继电器返回，实现闭锁分闸2回路并发闭锁信号。这种回路设计多用于需要同时满足多种闭锁条件（如N2闭锁、油压闭锁等）的断路器上，将闭锁重动继电器的接点串接于K10和K55回路上实现总闭锁。由于K10和K55长期带电，可以起到闭锁回路的长期监视作用。但同时对该类继电器的质量提出更高要求，当继电器存在异常时，所有闭锁功能将失效，带来更大安全隐患。另外对于K5和K105闭锁回路同样存在缺少实时监视的有效手段。
2 闭锁回路存在问题分析
通过上述几种闭锁回路设计现状的分析，可以简单归纳出SF6压力低闭锁回路存在以下不足。
①断路器机构内部选取的气体密度继电器所提供的动作接点多为常闭接点，只有少数型号能提供常开接点选择。正常运行时该密度继电器接点长期断开，此时所串接的闭锁重动继电器只能处于长期不动作状态，无法采用实时监测手段掌握闭锁继电器的状态是否良好，容易出现因长期不动作导致接点卡死或继电器早已烧毁未能发现等情况，存在压力低闭锁时仍能操作分合断路器的风险隐患。
②闭锁回路设计中只选取一个重动继电器，无论正常运行时长期带电还是不带电，一旦继电器故障则闭锁功能失效，因此对于重动继电器的质量选型要求不容忽视。受限于断路器本体的安装及工作环境，继电器容易受到振动、高温和受潮，在强电磁干扰环境下，质量较差的继电器比较容器出现故障，使得闭锁回路的可靠性降低。
3 闭锁回路优化方式
为更好地解决以上问题与不足，需要在回路设计方面进行优化。优化方式如下。 3.1 将气体密度继电器常闭接点改接为常开接点
对于断路器内的气体密度继电器具有常开和常闭两种接点可供选择的，采用常开接点启动闭锁重动继电器，如图5所示。正常运行时，气体密度继电器BD1接点21-22、31-32导通，第一路闭锁重动继电器K9与第二路闭锁重动继电器K10长期励磁动作，其相应的11-14、31-34接点闭合，长期开放分合闸回路操作功能。当SF6压力低闭锁动作时，K9、K10继电器同时失电，可靠断开分合闸操作回路，同时21-22接点返回接通，发闭锁信号，实现气体压力低闭锁功能。由于K9、K10继电器长期励磁，其自身可实现监视告警功能，当闭锁回路异常或继电器本身故障将导致K9或K10继电器返回，此时后台报压力低闭锁及控制回路断线告警信号，及时提醒运行人员进行处理，有效减低闭锁回路的拒动风险。
3.2 闭锁单接点改为闭锁双节点串接
气体密度继电器只提供常闭接点情况下，可通过增加一路闭锁重动继电器与原有继电器并联（如图6（a）所示），或取密度继电器的另一对常闭接点启动该新增继电器（如图6（b）所示）的方式，将两路重动继电器的常闭接点串接在相应分合闸回路中实现闭锁功能，其闭锁信号由两组常开接点并接提供。
当SF6气体压力低闭锁动作时，ZJ1和ZJ2重动继电器均能同时动作，即使在任何一个继电器出现故障无法动作的情况下，另一路继电器也能保证可靠动作断开分合闸操作回路，同时发出闭锁信号，可靠实现闭锁功能。这种设计接线方式在一定程度上降低了因无法监视长期不带电的闭锁继电器状态而带来拒动的存在风险，进一步提高了闭锁回路的可靠性。
4 结 语
断路器SF6压力低闭锁回路作为断路器安全运行的其中一项重要保护手段，其闭锁功能的可靠性直接影响着设备乃至整改电网的可靠稳定运行。本文对压力低闭锁回路中存在的问题通过分析提出了优化改进措施，借此引起相关人员注意应更加注重对闭锁回路动作的可靠性作出更合理的选择配合，进一步完善压力低闭锁功能。
参考文献：
[1] 曹树江，林榕.断路器操动机构与继电保护控制回路的协调与配合[J].继电器，2010，（11）.
[2] 陈晓彬，黄祖伟，屠黎明.高压断路器压力低闭锁回路存在问题的分析与改进[J].电力系统自动化，2012，（24）.
[3] 蒋苏静，蒋国顺.220 kV断路器操作回路的优化配合研究[J].高压电器，2013，（11）.