斷路器跳合閘回路故障保護(hù)_secret

1、斷路器跳合閘回路故障保護(hù)摘 要：該文介紹了35 kV綜自變電站斷路器跳合閘回路常見的故障及產(chǎn)生的根源，并以10 kV真空斷路器為例進(jìn)一步論述，最后介紹了斷路器跳合閘回路中元件的保護(hù)電路，及其保護(hù)的原理。 關(guān)鍵字：跳合閘回路 合閘保持 跳閘保持 保護(hù)器 自動解除1 斷路器跳合閘回路故障分析 目前，陜西省地方電力集團(tuán)公司下屬的35kV變電站大部分已改造成綜合自動化站，所有新建站也都是綜合自動化站。凡是綜合自動化站，不論是35 kV斷路器合閘控制回路，還是10kV斷路器合閘控制回路，都帶有合閘保持電路；與之相對應(yīng)，跳閘控制回路也有跳閘保持電路。 合閘回路易產(chǎn)生的故障為：燒壞合閘線圈或合閘接觸器線圈、

2、合閘保持繼電器、合閘接觸器接點(diǎn)等。嚴(yán)重時，易造成蓄電池組虧損、電池屏輸出斷路器跳閘、合閘電磁鐵損壞、合閘機(jī)構(gòu)損壞。產(chǎn)生上述故障的原因是多方面的，主要為： 斷路器機(jī)構(gòu)傳輸不靈活； 儲能彈簧未儲能（對彈簧儲能機(jī)構(gòu)的斷路器而言）； 電池能量不足； 合閘保險(xiǎn)未合、熔斷或接觸不良； 接觸器故障； 合閘電磁鐵故障； 斷路器機(jī)構(gòu)其他故障； 斷路器輔助常閉接點(diǎn)不能彈開。 以上原因都可能造成手動合閘、監(jiān)控合閘，特別是自動重合閘時，合閘線圈或合閘接觸器線圈長時間帶0.42.2 A的電流（10 kV真空斷路器電磁機(jī)構(gòu)接觸器線圈，在合閘時帶0.4 A左右電流；35 kV SF6斷路器彈簧儲能機(jī)構(gòu)在合閘時，合閘線圈帶2

3、.2 A電流）。其帶電時間的長短取決于合閘保持電路能斷開電源的時間。合閘線圈或合閘接觸器線圈以及保持繼電器長時間帶電，很容易燒壞。 同樣的道理，跳閘回路也存在此類問題。 2 10kV真空斷路器電磁合閘回路 10kV真空斷路器合閘控制電路示意圖如圖1所示。 從圖1可以看出，在合閘時，SHJ或LJ2瞬間閉合時，HBJ因自保持，一直帶電，直到DL斷開為止。合閘成功時，斷路器處于合閘狀態(tài)，其輔助開關(guān)常閉接點(diǎn)DL自然斷開。由于以上原因之一或多個原因同時發(fā)生時，造成DL不能及時斷開，HBJ長時間帶電，HC也長時間帶電，很容易燒壞HC、HBJ這兩個線圈；因HC長時間帶電，HC接點(diǎn)回路也長時間帶電，也容易燒壞

4、HC接點(diǎn)和合閘電磁鐵；由于合閘時，母線合閘電源HM提供100 A左右電流，這時也容易使蓄電池組虧損。 整個合閘系統(tǒng)，正常時在1 s內(nèi)合閘成功。合閘線圈、HBJ線圈也是按照允許瞬間通過大電流設(shè)計(jì)的。當(dāng)長時間通過大電流時，就容易燒毀線圈。如果電路設(shè)計(jì)使合閘線圈通過較小電流時，保持電路很難自保持。線圈線徑換大又受位置限制。 3 對斷路器跳合閘回路的故障調(diào)查 （1） 2002年8月份，乾縣電力局陽峪變電站吳店斷路器在合閘時由于事先未合保險(xiǎn)，燒壞合閘線圈。 （2） 2003年12月份，乾縣電力局陽洪變電站斷路器由于電池組能量不足，電磁合閘推動機(jī)構(gòu)頂不到位，造成斷路器合不上電源，出現(xiàn)嚴(yán)重的機(jī)構(gòu)振動，直流控

5、制母線電壓不穩(wěn)，電池組進(jìn)一步虧損。同時出現(xiàn)直流接觸器接點(diǎn)燒壞，電池屏斷路器跳閘，燒壞直流電源模塊。這種因電池嚴(yán)重虧損而造成所有斷路器合不上的故障，嚴(yán)重影響了安全生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)效益。 （3） 2004年3月份，乾縣電力局陽洪變電站3501 SF6斷路器，在合閘時，由于機(jī)構(gòu)傳輸不靈活，造成合不上電源，合閘線圈長時間帶電燒壞。 （4） 2003年，周至電力公司啞柏變電鉆，三次出現(xiàn)不同饋路在自動重合閘時，因電池能量不足，合不上閘，每次都燒壞合閘接觸器線圈、合閘保持繼電器、合閘接觸器接點(diǎn)。 4 研制的跳合閘回路保護(hù)器投入使用 以上分析及調(diào)查，要求設(shè)計(jì)一種保護(hù)電路保護(hù)整個跳閘回路中的元器件。而無論是10 kV

6、保護(hù)模塊還是35 kV保護(hù)模塊，目前都不具備斷路器跳合閘回路的保護(hù)功能。乾縣電力局積累了一些經(jīng)驗(yàn)，并做了大量的試驗(yàn)工作，試制了該保護(hù)電路。 該設(shè)備體積小（12 cm10 cm10 cm），功耗低（靜態(tài)功耗小于1 W）、外部接線簡單（共9根二次線，均接在斷路器端子排或保護(hù)屏端子排）。2004年3月，在乾縣電力局陽洪變10 kV鐵金斷路器和3501斷路器上分別取得了試驗(yàn)的成功。2004年4月初，將一臺樣機(jī)安裝在陽洪變3501斷路器控制回路中，設(shè)備運(yùn)行至今一年多，成功地保護(hù)3501斷路器跳合閘回路三次，而設(shè)備本身無一故障。 5 斷路器跳合閘回路保護(hù)原理及示意圖 合閘和跳閘回路保護(hù)原理示意圖如圖2、圖3所示。 A、B、C、D點(diǎn)波形圖如圖4、圖5所示。 從以上圖形和波形可以看出，從合閘上升觸發(fā)（跳閘上升觸發(fā)）開始延時4 s后，ZJ2(ZJ4)導(dǎo)通，其常閉接點(diǎn)斷開，又過2 s后接點(diǎn)恢復(fù)閉合。正常合（跳）閘在1 s內(nèi)完成，而在前4 s內(nèi)回路所串的繼電器接點(diǎn)一直是閉合的，所以不影響正常的合（跳）閘。當(dāng)自保持電路未正常解除時，就在2 s期間自動解除。最后繼電器接點(diǎn)一直保持閉合，用來準(zhǔn)備下一次合（跳）閘。 6 結(jié)語 跳合閘回路保護(hù)器結(jié)構(gòu)簡單、便