1.引言
因二次規(guī)程無法對斷路器操作控制進(jìn)行詳盡的描述,設(shè)計(jì)人員在這方面得以較多發(fā)揮主觀思維的作用,不同地方習(xí)慣及不同設(shè)計(jì)人員使得這方面的做法多種多樣,一些不甚完善的設(shè)計(jì)接線得以在工程中實(shí)施 ,特別近年新的控制方式和新的斷路器設(shè)備在工程中的不斷應(yīng)用,這一問題更顯突出。本文就工程設(shè)計(jì)實(shí)踐中接觸到的這方面問題進(jìn)行分析討論。
2.合閘回路接線方式
以具有一定代表性的操作箱和機(jī)構(gòu)箱跳合閘接線圖為例進(jìn)行分析,分別見圖一和圖二。圖二中S8為遠(yuǎn)方就地切換開關(guān),遠(yuǎn)方位置時(shí)接通,S1LA為斷路器輔助接點(diǎn),Y1A為合閘線圈,K75LA為防跳繼電器,K10為操作閉鎖接點(diǎn),斷路器正常時(shí)接通,Y3A為跳閘線圈。
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2.1 合閘接線方式1
將操作箱跳閘位置繼電器起動端和合閘命令端在保護(hù)屏上連接在一起通過電纜接至機(jī)構(gòu)箱的合閘命令端。這種接線方式存在的問題是在合閘操作完成后, 機(jī)構(gòu)箱就地防跳繼電器保持動作狀態(tài),切斷了合閘回路,不能進(jìn)行第二次合閘,還可能會出現(xiàn)跳閘位置繼電器同時(shí)起動的情況。對此分析如下:
對第一種情況,操作箱發(fā)出合閘命令使機(jī)構(gòu)箱合閘線圈Y1A勵磁使斷路器合閘后,合閘命令經(jīng)S1LA常開接點(diǎn)起動防跳繼電器K75LA,命令消失后防跳繼電器K75LA經(jīng)相關(guān)接點(diǎn)和跳閘位置繼電器1~3TWJa線圈形成保持回路。產(chǎn)生這種異常的原因是防跳繼電器K75LA的返回電壓很低,防跳繼電器K75LA是一個(gè)中間繼電器,關(guān)于直流中間繼電器,產(chǎn)品說明書列出的參數(shù)是返回電壓不小于5%UN額定電壓,考慮返回特性的離散性,加壓大于15%UN時(shí)基本不返回。由1-3TWJa和K75LA形成的串聯(lián)電路中只要K75LA的分壓達(dá)到5%UN就可能會在起動后不返回,分壓達(dá)到15%UN基本不返回。大多數(shù)工程實(shí)例顯示上述兩繼電器的線圈電阻值相差不大,防跳繼的分壓都滿足不返回的條件。圖一、圖二選自一采用110伏直流電壓的工程,1-3TWJa線圈電阻和為5KΩ,K75LA為1.9KΩ,K75LA分壓為27%UN。
對第二種情況只有當(dāng)跳閘位置繼電器的分壓達(dá)到起動值時(shí)才會出現(xiàn),這種情況不大常見。
由于接線方式1會出現(xiàn)上述異常,這種接線不應(yīng)采用。
2.2 合閘路接線方式2
這種接線是在第1種接線方式基礎(chǔ)上解開防跳繼K75LA的線圈接線,取消斷路器機(jī)構(gòu)箱防跳功能的接線方式。采用這種接線方式時(shí)有2點(diǎn)相關(guān)理由:(1)這樣可消除接線方式1出現(xiàn)的異?,F(xiàn)象;(2)操作箱還有一套防跳裝置。但進(jìn)一步分析揭示這種方式會造成重大的安全隱患。首先,操作箱的防跳只能切斷來自操作箱的合閘命令,當(dāng)就地操作時(shí)其不起作用,就地操作就沒有了防跳功能。第二,合閘運(yùn)行過程中機(jī)構(gòu)箱合閘命令端因故障帶上正電時(shí),若操作或保護(hù)動作跳閘就會產(chǎn)生跳躍現(xiàn)象。因就地操作及其它一些控制要求,須將電源正端引到機(jī)構(gòu)箱,正電源端可能會經(jīng)轉(zhuǎn)換把手、端子等和合閘命令端產(chǎn)生金屬性短接,在斷路器合閘運(yùn)行過程出現(xiàn)這種情況時(shí),合閘命令經(jīng)斷路器常閉輔助接點(diǎn)隔離,不能作用于合閘線圈,但機(jī)構(gòu)防跳沒有了,合閘回路處于合閘準(zhǔn)備狀態(tài)。一旦因系統(tǒng)或一次設(shè)備故障斷路器跳閘后,合閘命令經(jīng)輔助接點(diǎn)接通合閘線圈后會立即合閘,會造成開關(guān)跳躍沒法切斷故障的嚴(yán)重后果。若斷路器機(jī)構(gòu)箱防跳有功能,則出現(xiàn)上述情況時(shí)防跳繼會動作切斷合閘回路,斷路器跳閘后不會進(jìn)行任何形式的合閘操作。而這種二次裝置的故障是沒有任何信號指示。因上述2個(gè)問題的存在,這種接線方式也不應(yīng)采用。
2.3合閘回路接線方式3
將操作箱的合閘命令端和跳位繼起動回路在操作箱和保護(hù)屏上分開引至機(jī)構(gòu)箱,跳位繼起動回路串接斷路器常閉輔助接點(diǎn)后和來自操作箱的合閘命令端并聯(lián)接至機(jī)構(gòu)箱合閘起動端。這種接線方式同時(shí)保留了操作箱和機(jī)構(gòu)箱的防跳功能,且消除了接線方式1和接線方式2所出現(xiàn)的問題,同時(shí)可由控制回路斷線信號監(jiān)視合閘回路的完好性,后點(diǎn)對常處于熱備用狀態(tài)的斷路器很有必要。這種接線方式是一種較完善的合閘回路接線方式。
2.4合閘回路接線方式4
將操作箱的合閘命令端和跳位繼起動回路在操作箱和保護(hù)屏上分開引至機(jī)構(gòu)箱,這點(diǎn)和接線方式3相同,而跳位繼起動回路串接斷路器常閉輔助接點(diǎn)后接至負(fù)電源端,這點(diǎn)和接線方式3不同。這種接線方式也能消除了接線方式1和接線方式2所出現(xiàn)的問題,但不能監(jiān)視合閘回路的完好性,是其不足之處。不少工程應(yīng)用了這種接線方式,因?yàn)楹祥l失敗一般不會導(dǎo)致系統(tǒng)安全事故,對已存在的這種接線方式可暫不整改。
3.其它一些接線相關(guān)問題
3.1 跳閘回路接線方式
對跳閘Ⅰ、Ⅱ相關(guān)回路,一種接線方式是將合位繼起動和跳閘命令回路在操作箱和保護(hù)屏端子上分開引接至機(jī)構(gòu)箱,因依靠合位繼接點(diǎn)形成的斷線信號監(jiān)視跳閘回路的完好性,這種接線方式下跳閘回路電纜斷線不能引起合位繼失電,不能及時(shí)發(fā)出信號,可能會造成一次設(shè)備故障后開關(guān)拒跳的后果,這種接線方式不應(yīng)采用。正確接線方式應(yīng)是將合位繼起動端和跳閘命令端在保護(hù)屏上連接后引電纜至機(jī)構(gòu)箱跳閘命令端。
3.2 斷路器控制斷線信號
由跳位繼和合位繼常閉接點(diǎn)串聯(lián)形成控制回路斷線信號。完善的設(shè)計(jì)接線使這個(gè)信號在斷路器合閘運(yùn)行過程中監(jiān)視跳閘回路的完好性,可實(shí)現(xiàn)整個(gè)跳閘回路的監(jiān)視,如操作電纜斷線、跳閘線圈斷線、閉鎖條件不滿足和遠(yuǎn)方就地切換開關(guān)位置不正確等,在熱備用狀態(tài)下則監(jiān)視合閘回路的完好性,同時(shí)監(jiān)視2組操作電源的完好性,是最重要的信號之一。
[b] 3.3 跳閘Ⅰ、Ⅱ閉鎖回路的獨(dú)立性
[/b]實(shí)際工程中不少開關(guān)廠家提供的跳閘Ⅰ、Ⅱ閉鎖接點(diǎn),不具獨(dú)立性。比如由一對跳閘閉鎖接點(diǎn)經(jīng)重動變?yōu)?對接點(diǎn)分別去閉鎖跳閘Ⅰ、Ⅱ,而重動繼電器接操作I上的電源,這樣當(dāng)操作I回路電源失電后,因閉鎖不通跳閘Ⅱ也會拒動。所以須要求斷路器廠家對各閉鎖量都應(yīng)提供2對獨(dú)立的接點(diǎn)供跳閘Ⅰ、Ⅱ回路閉鎖用。
[b]3.4 機(jī)構(gòu)箱防跳接點(diǎn)的接線
[/b]機(jī)構(gòu)箱防跳接點(diǎn)應(yīng)接合閘線圈和電源負(fù)極之間,這樣當(dāng)合閘線圈正極端因故障帶正電時(shí),防跳接點(diǎn)也能切斷合閘線圈回路起防跳作用。
[b] 3.5 機(jī)構(gòu)箱上的操作電源小開關(guān)應(yīng)保留
[/b]目前不少實(shí)例工程取消了斷路器機(jī)構(gòu)箱上操作回路的熔斷器或自動空氣開關(guān)等保護(hù)設(shè)備,只保留保護(hù)屏上的至操作箱的電源小開關(guān)。這樣操作電源顯得清晰簡單,但失去了在就地機(jī)構(gòu)箱上方便快速切除電源的手段,給就地設(shè)備調(diào)試造成安全隱患。其實(shí)保留就地操作電源開關(guān)并沒有什么不妥之處,取消就地電源開關(guān)的其中一個(gè)原因是擔(dān)心就地電源開關(guān)跳閘,就地失電檢測不方便,這個(gè)問題實(shí)際不存在,對由跳位繼TWJ和合位繼HWJ常閉接點(diǎn)形成的控制回路斷線信號進(jìn)行分析,可知由該信號可檢測到的就地操作電源失電。另一個(gè)原因是覺得機(jī)構(gòu)箱上的操作電源須經(jīng)操作箱的電源小開和機(jī)構(gòu)箱上電源小開關(guān)串聯(lián)取得顯得繁瑣,但這樣對斷路器跳合閘操作沒有實(shí)質(zhì)影響,而就地調(diào)試時(shí)可切斷該開關(guān)停止操作,增加調(diào)試工作的安全性。[b]
4.總結(jié)
[/b] 斷路器操作控制是保護(hù)及自動化整個(gè)控制過程的最后環(huán)節(jié),是執(zhí)行環(huán)節(jié),其對電網(wǎng)安全運(yùn)行有著重大的影響。這方面須各級保護(hù)管理機(jī)構(gòu)多給予關(guān)注,也須相關(guān)的各方如保護(hù)廠家、斷路器廠家、設(shè)計(jì)院、施工和運(yùn)行等單位的專業(yè)人員不斷努力、加強(qiáng)交流進(jìn)一步完善。