陳偉華,馬 偉,陳駿杰,凌 光
(1.國網浙江省電力有限公司臺州供電公司,浙江 臺州 318000;2.國網浙江省電力有限公司杭州供電公司,浙江 杭州 310009;3.國網浙江省電力有限公司紹興供電公司,浙江 紹興 312000)
斷路器是電力系統(tǒng)中重要一次設備。當系統(tǒng)故障時,斷路器可靠地切斷故障電流,有效隔離正常設備和故障點,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,在故障時斷路器將無法可靠跳閘,會多次“分合閘”,使一次設備(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)生多次故障將會造成雙極閉鎖,惡化系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行,為此需要確保斷路器防跳回路正確無誤,保證發(fā)生故障時能可靠斷開斷路器。
斷路器跳躍是因合閘接點(合閘接點黏連、重合閘脈沖過長)未及時返回,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)生故障時斷路器能穩(wěn)定地處于分閘位置,是確保斷路器安全運行的重要措施。操作箱防跳啟動條件是保護動作跳閘出口,機構防跳啟動條件是合閘觸點黏連。
2018年8月某地區(qū)220 kV變電站“甲乙站”全站大修,現(xiàn)場繼保檢修人員模擬線路永久性接地故障時,對220 kV線路進行整組傳動,并驗證二次回路的正確性。當繼保檢修人員對2018線模擬A相永久性接地故障進行整組試驗時,發(fā)現(xiàn)“2018線”保護及斷路器動作行為不合正常邏輯,見表1。
2018線相關設備信息如下:斷路器采用西門子(杭州)生產的3AQ1EE型斷路器,保護裝置廠家南瑞繼保RCS931A,操作箱南瑞繼保CZX12R。
根據2018線表1的動作行為,現(xiàn)場檢修人員初步判定是防跳回路出現(xiàn)問題,現(xiàn)場進行檢查發(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 保護及斷路器動作情況
當2018線模擬A相永久性接地故障時,操作箱各繼電器動作情況如下。
(1) 保護裝置重合閘脈沖展寬300 ms,當斷路器重合閘到故障時,則繼電保護動作,保護出口接點TJA將會閉合,此時“A相跳閘”回路接通,防跳繼電器12TBIJa將啟動。
(2) 在“防跳”回路中,12TBIJa常開接點閉合,“防跳”回路接通,使得虛線框④1TBUJa繼電器啟動,虛線框①1TBUJa常閉接點打開,斷開合閘回路,但當保護出口接點TJA返回時,1TBUJa常閉接點閉合,為此該接點只是暫時開斷合閘回路。
(3) 由于電阻R5脫落,在重合閘脈沖展寬300 ms時間內,防跳回路無法通過圖5中黑色箭頭虛線“+kM—ZHJ常開接點—SHJa繼電器—R5電阻—1TBUJa常開接點—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常閉接點一直閉合狀態(tài)。
(4) 當保護復歸,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常閉接點閉合,導致重合閘脈沖通過機構合閘線圈構成通路,造成2018線加速三跳后再次發(fā)生A相合閘的情況。
由上可知,2018線斷路器動作行為不正確是因為保護裝置防跳回路中電阻R5脫落虛接引起,同時考慮到《繼電保護及二次回路安裝及驗收規(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,《線路保護及輔助裝置標準化設計規(guī)范》第11.1.2規(guī)定:斷路器防跳功能應由斷路器本體機構實現(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取消操作箱防跳,即短接圖1中n6和n181。
(2) 使用開關機構防跳。根據規(guī)范要求,使用斷路器本體機構的防跳功能。
整改完成后,防跳回路試驗方法如下。
(1) 驗證斷路器機構在“遠方/就地”均具備防跳。將斷路器“遠方/就地”切換開關分別打至“遠方”或“就地”,在斷路器就地端子箱處進行如下試驗,若①和②均滿足,說明機構防跳在“遠方/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,斷路器實現(xiàn)一次合閘、跳閘后,不再合閘,保持分閘位置。
(2) 驗證操作箱或智能終端防跳已拆除。暫時拆除斷路器機構防跳,然后在操作箱跳合閘命令接收端子進行驗證,方法同步驟①和②,此時若斷路器發(fā)生跳躍現(xiàn)象,說明操作箱防跳已拆除。
(3) 驗證操作箱與斷路器機構兩者回路配合情況?;謴蛿嗦菲鳈C構防跳,然后在操作箱跳合閘命令接收端子進行驗證,方法同步驟①和②,結果滿足說明操作箱與斷路器機構兩者回路配合良好,斷路器整體具備防跳功能。
防跳回路防止故障時開關跳閘后誤合導致設備損壞和事故擴大,保障斷路器可靠地處于分閘位置,從而保障整個電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性。介紹操作箱防跳和斷路器機構本體防跳回路,并以某地區(qū)220 kV變電站2018線防跳失效為案例,對操作箱防跳回路失效的原因進行了闡述,并給出了整改技術措施,最后給出了斷路器防跳回路的試驗方法。