论文部分内容阅读
摘要：110千伏断路器改为由本体机构箱实现防跳功能后，出现冗余回路，影响保护装置运行，采用对相关二次回路进行优化设计，解决了该问题，对于下一步防跳回路的改造工作中，相关二次回路的优化具有实用意义。
关键词： 防跳；回路；原因分析；处理
中图分类号：TL353文献标识码：A文章编号：
1、110千伏断路器防跳回路存在的异常现象
南充潆溪110千伏变电站新建工程物资招标时间为2009年12月， 110千伏断路器的防跳回路方面考虑由操作箱实现，不启用断路器自身防跳。后按照四川省电力公司电网装备技术标准，要求设备厂家将防跳改为由断路器本体机构箱实现，110千伏断路器厂家按照要求进行了更改，确认图纸见附图1：
图中的S3为远方/就地切换开关，S1为断路器位置辅助开关，S2为弹簧未储能辅助开关，K11为防跳继电器， K14为SF6闭锁继电器，Y4为合闸线圈，Y1及Y2分别为跳闸1、2线圈，下文涉及的HWJ为操作箱的合闸位置继电器、TWJ为操作箱的调整位置继电器。防跳回路方面，在使用断路器本体机构箱实现防跳功能的情况下，断路器898与900号端子之间连通，构成防跳闭锁的启动回路，如使用操作箱实现防跳功能，断路器898与900号端子之间的连结回路应断开，在本工程中，按要求使用断路器本体机构箱实现防跳功能。
外部接口方面，操作正电101接入断路器的602号端子，操作负电102接入断路器的605、625、645号端子，合闸107接入断路器的610号端子,TWJ监视回路接入断路器的896号端子，跳闸137及HWJ监视回路接入断路器的630号端子。
后在设备安装完毕，在保护装置送电调试后发现存在如下问题：当110千伏断路器合上后，操作箱的跳合位灯同时亮， 断路器的K11继电器频繁抖动，影响保护正常运行，该项目所用的5台断路器均出现同样的问题。
2、防跳回路异常现象的原因分析
通过相关图纸的查阅和一些技术人员的研究，对相关回路的分析如下：
HWJ监视继电器所在原理回路如下：操作箱提供的操作正电—操作箱合闸指示灯—操作箱HWJ电器—操作箱跳闸信号继电器—操作箱跳闸压力闭锁继电器常开接点—跳闸保持继电器—操作箱HWJ监视回路出口（1X9-C26端子）—通过断路器的630号端子接入断路器机构箱内部操作回路—断路器S3切换开关提供的9-10常闭接点—断路器S1辅助开关的1-2常开接点—断路器Y1跳闸闸线圈—断路器K14继电器的常闭接点—K14继电器的31-32常闭接点—操作箱提供的操作负电。在断路器正常合闸情况下，S1辅助开关的1-2常开接点闭合，HWJ启动，操作箱合闸指示灯亮。
该断路器本体的合闸回路如下：合闸电压输出后，通过S3切换开关的1-2常闭接点—K11继电器的21-22常闭接点—S2辅助开关的9-10常闭接点—K14继电器的21-22常闭接点—S1辅助开关提供的11-12常闭接点—Y4合闸继电器—断路器S3切换开关的常闭接点构成合闸回路。
该断路器防跳回路如下：在合闸回路出现由于合闸回路故障。造成合闸输出端一直有合闸电压的情况下，通过S1继电器的5-6常闭接点构成K11继电器的启动回路，K11动作后，通过其13-14常开接点形成自保持回路，而21-22常闭接点断开，断开断路器的合闸回路，避免出现开关因故障跳开后，马上又合上，保护动作开关再次跳开，因一直有合闸电压，开关又再次合上的“开关跳跃现象”。待合闸电压消除后，K11继电器自保持回路断开。
在正常情况下，断路器操作电源为DC220V，合闸线圈Y4电阻值为110Ω，合闸回路启动电流为1.6A，本工程110千伏断路器所用K11继电器为电流型继电器，启动电流为1A，操作箱的HWJ及TWJ均为电压型继电器，电阻值为2000Ω，串入回路中，跳、合闸线圈均不会启动。
在本次异常现象中，在断路器合闸后，操作箱的跳合位灯同时亮，初步分析是出现了冗余回路，导致HWJ和TWJ的监视回路均属于导通状态，而K11继电器频繁抖动，表示K11的继电器有电流通过，但通过电流尚未达到其启动电流值。因在断路器合闸情况下，HWJ监视回路因处于导通状态，故主要分析TWJ监视回路及防跳回路是否构成了冗余回路。
通过技术图纸分析，发现在断路器闭合状态下，S1继电器的5-6常开接点闭合，而K11继电器尚未启动，故K11继电器的21-22常闭接点也处于闭合状态。而此时，由于SF6气体压力处于正常状态、弹簧机构储能也完毕，故S2继电器的9-10常闭接点、K14继电器的21-22常闭接点也处于闭合状态，所以形成了以下冗余回路：操作箱提供的操作正电—操作箱跳闸指示灯—操作箱TWJ继电器—TWJ监视出口—K14继电器的21-22常闭接点—S2继电器的9-10常闭接点—K11继电器的21-22常闭接点—S1继电器的5-6常闭接点—K11继电器—S3切换开关的常闭接点—操作箱提供的操作负电。
因TWJ继电器为电压型继电器，电阻值为2000Ω，故在该冗余回路的通过电流值极小，虽然操作箱的跳位灯亮，但达不到K11继电器的启动电流，导致K11继电器未启动，该冗余回路也无法切断，只能通过在操作箱处断开操作直流电源的空气开关，才能切断该回路。但一旦断路器正常合闸后，该情况将再次出现，严重影响保护正常运行。
3、处理措施分析
在找到防跳回路异常现象的原因后，对处理措施进行分析：
形成冗余回路的关键点，在于断路器闭合状态下，S1继电器的5-6常开接点闭合，而K11继电器尚未启动，故K11继电器的21-22常闭接点也处于闭合状态，才导致了冗余回路的形成。为了解决该异常现象，必须断开该回路。
3.1为了避免在断路器合闸状态下，TWJ监视回路仍能通过该冗余回路构成通路，可以考虑在该监视回路中设置断开点，从附图1可知，在 TWJ监视出口与K14继电器的21-22常闭接点之间设置断开点，一方面可以有效为了有效断开该冗余回路，另一方面也不会对断路器的合闸回路造成影响。
3.2在上述位置串入断路器的的常闭接点，这样，在断路器合闸后，该常闭接点断开，可以有效地断开该冗余回路。通过对照图纸，该断路器的辅助开关S1尚有备用的19-20常闭接点，该方法可行。
3.3此外，为了避免出现辅助开关S1发生故障，19-20常闭接点无法断开，TWJ回路仍然通过防跳回路形成冗余回路的情况，确保在K11继电器启动的情况下，能有效地切换该冗余回路，通过对技术图纸的分析，发现K11继电器尚有备用的的21-22常闭接点。故在辅助开关S1的19-20常闭接点与K14继电器的21-22常闭接点加设K11继电器的21-22常闭接点。
3.4在通过与110千伏断路器厂家的技术人员讨论，并征得同意后，确定实施该处理措施，对相关的二次图纸进行修正，修正后的图纸见附图2。
4、处理过程
在完成设计图纸修正并履行变更手续后，施工现场调试人员与技术成熟的AREVA公司合作，对调度编号为151的断路器二次回路进行处理，先断开了896号端子與K14继电器21-22节点的之间连接线，在之间接入辅助开关S1的19-20常闭接点的以及K11继电器的21-22常闭接点。完成回路修改后，对保护装置送电调试，回路运行正常，未出现操作箱的跳合位灯同时亮， 断路器的K11继电器频繁抖动的现象。随后，施工现场调试人员与AREVA公司技术人员对剩余的四台110千伏断路器进行了处理，回路均运行正常。
5、结语
通过对110千伏断路器二次回路的处理，有效地解决了TWJ监视回路通过断路器防跳回路构成冗余回路，导致操作箱的跳合位灯同时亮， 断路器的K11继电器频繁抖动，保护无法正常运行的情况。该实施方法时间短、费用低等特点。按照新发布的四川省电力公司电网装备技术标准，尚有部分需要下一步将断路器的防跳功能由操作箱实现改为由机构箱本体实现的工作，该实施方法对相关二次回路的优化具有实用意义。
致谢
本文中性能指标分析和改造的可行性研究工作是在四川南充电力设计有限公司、北京四方继保自动化股份有限公司和AREVA公司工作人员的大力支持下完成的，在此向他们表示衷心的感谢。
参考文献：
[1] 南充潆溪110千伏变电站新建工程110千伏断路器操作原理图 AREVA公司
[2] 南充潆溪110千伏变电站新建工程CSC-163A型装置操作回路原理接线图．北京四方继保自动化股份有限公司
作者简介
文嘉（1982—），男，四川人，大学本科，，2005年毕业于四川大学电气信息学院电气工程及其自动化专业，获得工学学士学位。2，目前工作于四川省电力公司南充电业局基建部，从事变电工程管理工作。
附图1:修正前的110千伏断路器操作原理图附图2:修正后的110千伏断路器操作原理图
关键词： 防跳；回路；原因分析；处理
中图分类号：TL353文献标识码：A文章编号：
1、110千伏断路器防跳回路存在的异常现象
南充潆溪110千伏变电站新建工程物资招标时间为2009年12月， 110千伏断路器的防跳回路方面考虑由操作箱实现，不启用断路器自身防跳。后按照四川省电力公司电网装备技术标准，要求设备厂家将防跳改为由断路器本体机构箱实现，110千伏断路器厂家按照要求进行了更改，确认图纸见附图1：
图中的S3为远方/就地切换开关，S1为断路器位置辅助开关，S2为弹簧未储能辅助开关，K11为防跳继电器， K14为SF6闭锁继电器，Y4为合闸线圈，Y1及Y2分别为跳闸1、2线圈，下文涉及的HWJ为操作箱的合闸位置继电器、TWJ为操作箱的调整位置继电器。防跳回路方面，在使用断路器本体机构箱实现防跳功能的情况下，断路器898与900号端子之间连通，构成防跳闭锁的启动回路，如使用操作箱实现防跳功能，断路器898与900号端子之间的连结回路应断开，在本工程中，按要求使用断路器本体机构箱实现防跳功能。
外部接口方面，操作正电101接入断路器的602号端子，操作负电102接入断路器的605、625、645号端子，合闸107接入断路器的610号端子,TWJ监视回路接入断路器的896号端子，跳闸137及HWJ监视回路接入断路器的630号端子。
后在设备安装完毕，在保护装置送电调试后发现存在如下问题：当110千伏断路器合上后，操作箱的跳合位灯同时亮， 断路器的K11继电器频繁抖动，影响保护正常运行，该项目所用的5台断路器均出现同样的问题。
2、防跳回路异常现象的原因分析
通过相关图纸的查阅和一些技术人员的研究，对相关回路的分析如下：
HWJ监视继电器所在原理回路如下：操作箱提供的操作正电—操作箱合闸指示灯—操作箱HWJ电器—操作箱跳闸信号继电器—操作箱跳闸压力闭锁继电器常开接点—跳闸保持继电器—操作箱HWJ监视回路出口（1X9-C26端子）—通过断路器的630号端子接入断路器机构箱内部操作回路—断路器S3切换开关提供的9-10常闭接点—断路器S1辅助开关的1-2常开接点—断路器Y1跳闸闸线圈—断路器K14继电器的常闭接点—K14继电器的31-32常闭接点—操作箱提供的操作负电。在断路器正常合闸情况下，S1辅助开关的1-2常开接点闭合，HWJ启动，操作箱合闸指示灯亮。
该断路器本体的合闸回路如下：合闸电压输出后，通过S3切换开关的1-2常闭接点—K11继电器的21-22常闭接点—S2辅助开关的9-10常闭接点—K14继电器的21-22常闭接点—S1辅助开关提供的11-12常闭接点—Y4合闸继电器—断路器S3切换开关的常闭接点构成合闸回路。
该断路器防跳回路如下：在合闸回路出现由于合闸回路故障。造成合闸输出端一直有合闸电压的情况下，通过S1继电器的5-6常闭接点构成K11继电器的启动回路，K11动作后，通过其13-14常开接点形成自保持回路，而21-22常闭接点断开，断开断路器的合闸回路，避免出现开关因故障跳开后，马上又合上，保护动作开关再次跳开，因一直有合闸电压，开关又再次合上的“开关跳跃现象”。待合闸电压消除后，K11继电器自保持回路断开。
在正常情况下，断路器操作电源为DC220V，合闸线圈Y4电阻值为110Ω，合闸回路启动电流为1.6A，本工程110千伏断路器所用K11继电器为电流型继电器，启动电流为1A，操作箱的HWJ及TWJ均为电压型继电器，电阻值为2000Ω，串入回路中，跳、合闸线圈均不会启动。
在本次异常现象中，在断路器合闸后，操作箱的跳合位灯同时亮，初步分析是出现了冗余回路，导致HWJ和TWJ的监视回路均属于导通状态，而K11继电器频繁抖动，表示K11的继电器有电流通过，但通过电流尚未达到其启动电流值。因在断路器合闸情况下，HWJ监视回路因处于导通状态，故主要分析TWJ监视回路及防跳回路是否构成了冗余回路。
通过技术图纸分析，发现在断路器闭合状态下，S1继电器的5-6常开接点闭合，而K11继电器尚未启动，故K11继电器的21-22常闭接点也处于闭合状态。而此时，由于SF6气体压力处于正常状态、弹簧机构储能也完毕，故S2继电器的9-10常闭接点、K14继电器的21-22常闭接点也处于闭合状态，所以形成了以下冗余回路：操作箱提供的操作正电—操作箱跳闸指示灯—操作箱TWJ继电器—TWJ监视出口—K14继电器的21-22常闭接点—S2继电器的9-10常闭接点—K11继电器的21-22常闭接点—S1继电器的5-6常闭接点—K11继电器—S3切换开关的常闭接点—操作箱提供的操作负电。
因TWJ继电器为电压型继电器，电阻值为2000Ω，故在该冗余回路的通过电流值极小，虽然操作箱的跳位灯亮，但达不到K11继电器的启动电流，导致K11继电器未启动，该冗余回路也无法切断，只能通过在操作箱处断开操作直流电源的空气开关，才能切断该回路。但一旦断路器正常合闸后，该情况将再次出现，严重影响保护正常运行。
3、处理措施分析
在找到防跳回路异常现象的原因后，对处理措施进行分析：
形成冗余回路的关键点，在于断路器闭合状态下，S1继电器的5-6常开接点闭合，而K11继电器尚未启动，故K11继电器的21-22常闭接点也处于闭合状态，才导致了冗余回路的形成。为了解决该异常现象，必须断开该回路。
3.1为了避免在断路器合闸状态下，TWJ监视回路仍能通过该冗余回路构成通路，可以考虑在该监视回路中设置断开点，从附图1可知，在 TWJ监视出口与K14继电器的21-22常闭接点之间设置断开点，一方面可以有效为了有效断开该冗余回路，另一方面也不会对断路器的合闸回路造成影响。
3.2在上述位置串入断路器的的常闭接点，这样，在断路器合闸后，该常闭接点断开，可以有效地断开该冗余回路。通过对照图纸，该断路器的辅助开关S1尚有备用的19-20常闭接点，该方法可行。
3.3此外，为了避免出现辅助开关S1发生故障，19-20常闭接点无法断开，TWJ回路仍然通过防跳回路形成冗余回路的情况，确保在K11继电器启动的情况下，能有效地切换该冗余回路，通过对技术图纸的分析，发现K11继电器尚有备用的的21-22常闭接点。故在辅助开关S1的19-20常闭接点与K14继电器的21-22常闭接点加设K11继电器的21-22常闭接点。
3.4在通过与110千伏断路器厂家的技术人员讨论，并征得同意后，确定实施该处理措施，对相关的二次图纸进行修正，修正后的图纸见附图2。
4、处理过程
在完成设计图纸修正并履行变更手续后，施工现场调试人员与技术成熟的AREVA公司合作，对调度编号为151的断路器二次回路进行处理，先断开了896号端子與K14继电器21-22节点的之间连接线，在之间接入辅助开关S1的19-20常闭接点的以及K11继电器的21-22常闭接点。完成回路修改后，对保护装置送电调试，回路运行正常，未出现操作箱的跳合位灯同时亮， 断路器的K11继电器频繁抖动的现象。随后，施工现场调试人员与AREVA公司技术人员对剩余的四台110千伏断路器进行了处理，回路均运行正常。
5、结语
通过对110千伏断路器二次回路的处理，有效地解决了TWJ监视回路通过断路器防跳回路构成冗余回路，导致操作箱的跳合位灯同时亮， 断路器的K11继电器频繁抖动，保护无法正常运行的情况。该实施方法时间短、费用低等特点。按照新发布的四川省电力公司电网装备技术标准，尚有部分需要下一步将断路器的防跳功能由操作箱实现改为由机构箱本体实现的工作，该实施方法对相关二次回路的优化具有实用意义。
致谢
本文中性能指标分析和改造的可行性研究工作是在四川南充电力设计有限公司、北京四方继保自动化股份有限公司和AREVA公司工作人员的大力支持下完成的，在此向他们表示衷心的感谢。
参考文献：
[1] 南充潆溪110千伏变电站新建工程110千伏断路器操作原理图 AREVA公司
[2] 南充潆溪110千伏变电站新建工程CSC-163A型装置操作回路原理接线图．北京四方继保自动化股份有限公司
作者简介
文嘉（1982—），男，四川人，大学本科，，2005年毕业于四川大学电气信息学院电气工程及其自动化专业，获得工学学士学位。2，目前工作于四川省电力公司南充电业局基建部，从事变电工程管理工作。
附图1:修正前的110千伏断路器操作原理图附图2:修正后的110千伏断路器操作原理图