摘要:在电网系统中,断路器是核心设备,而控制回路断线是开关的常见故障。通过对断路器控制回路断线的原理进行介绍以及各种故障原因进行分析,便于以后检修人员遇到该类问题时能快速判断故障原因并顺利解决,防止故障造成严重后果,保证电力系统安全运行。检修人员在日常维护检查时,对易发生问题的部位进行重点检查,必要时进行处理,杜绝安全隐患。基于此,本文主要分析了断路器控制回路断线的原因分析及处理办法。
关键词:断路器;控制回路断线;分析
引言
故障发生时,断路器能够正确分闸及时切除故障,缩小停电范围,可见断路器分闸回路更为重要。10kV及110kV断路器只有一组分闸回路,当断路器辅助接点或跳闸线圈损坏,此时如果没有备品备件可以更换,就会出现断路器无法跳闸的情况。一旦发生故障,会出现断路器拒动,上级断路器会出现越级跳闸现象,扩大事故范围。断路器控制回路是二次回路中最为重要的回路,控制回路的完好与否与断路器能否正常分合闸有着密切的关系。因此,当开关发生控制回路断线的情况,应立即进行排障处理,确保控制回路的完整性。
1断路器控制回路断线信号原理
断路器控制回路断线信号用来监视断路器跳、合闸回路是否正常。控制回路断线信号回路是由跳闸位置继电器(TWJ)常闭接点与合闸位置继电器(HWJ)常闭接点串联构成的。正常状态时,TWJ和HWJ中有一个位置继电器励磁动作,对应常闭接点断开,控制回路断线,回路不通。当TWJ和HWJ皆不励磁,则其常闭接点闭合,回路导通,报控制回路断线。
2主变高压侧断路器控制回路断线监视回路增设
2.1使用保护操作箱功能
考虑使用主变高压侧断路器操作箱的合闸位置监视继电器、二路跳闸位置监视继电器实现。跳闸电路的监视方案通常在电路中允许流过一个不致引起断路器跳闸的微小电流。当此电流中断时,即发出警报。然而实际检查现场接线后发现原操作箱合闸回路电缆无足够备用芯,若需要使用该方案则需要新铺设由发变组保护柜至主变高压侧断路器现地控制柜电缆。但由于工期仅十余日、二次维护人员仅有二人、需铺设电缆线路长路径复杂,若要重新铺设电缆,将拖延保护定检完成时间,拖后整体恢复时间,令机组检修工期超期,故放弃使用该方案[1]。
2.2使用现地断路器控制柜功能
替代方案为利用主变高压侧断路器柜内厂家原配置的跳、合闸位置监视继电器。再利用断路器柜内原有送至监控开关站现地控制单元LCU6A1、A2柜的电缆备用芯,通过监控后台报出“主变高压侧断路器第一路控制回路断线”“主变高压侧断路器第二路控制回路断线”信号。该方案不需要再拉电缆,在柜内完成配线即可达到目的。且满足数字量输入点宜采用无源接点,且信号电源应由独立电源回路提供的要求。
3控制回路断线原因分析
3.1电源故障
当断开断路器操作电源,分合闸回路均失电,TWJ和HWJ两个继电器同时失电,其常闭接点闭合,发出控制回路断线信号。
3.2断路器控制回路跳、合位指示灯故障
当跳位指示灯或者合位指示灯故障时,断路器的分合闸位置监视回路断开,分合闸位置继电器也都将失电,发控制回路断线告警信号[2]。
3.3分合闸线圈烧毁或短线
分合闸线圈烧毁是断路器控制回路断线最常见故障原因。线圈得电时通过的瞬时电流1A-2A,线圈电阻较小,不能长时间通电,如果长时间通电,线圈很容易烧毁。
当分合闸机构出现卡涩,线圈铁心力量不足以使分合闸脱扣器脱扣,断路器出现拒合现象,长时间不能分开或者合上将导致线圈长时间通电烧毁。AREVA的35kVFP系列开关在一定的使用年限后经常出现机构卡涩导致分合闸线圈烧毁现象。现在的微机保护控制回路都带分合闸自保持回路,无论是手动操作还是电动操作,只要分合闸命令下达,分合闸操作状态就会保持到开关状态切换后才结束。这个结束是通过断路器的辅助开关切换到位来实现的。如果辅助开关切换不到位分合闸操作就会一直处于自保持状态,线圈长时间通电就可能被烧毁。因此,断路器辅助开关切换不到位,也会导致分合闸线圈烧毁。还有分合闸线圈经过长期操作,由于自身工艺质量、老化等问题,出现烧毁或者断线问题[3]。
3.4断路器辅助开关切换不到位或着损坏
断路器的分合闸回路分别串有辅助开关的常开节点和常闭节点。确保断路器在分闸位置,辅助开关常闭节点使合闸回路满足合闸条件;在合闸位置时,辅助开关切换位置,常开节点闭合使合闸回路满足合闸条件。若辅助开关节点切换不到位或者老化接触不良甚至损坏,分合闸控制回路断线,发告警信号。
3.5储能行程开关不到位
断路器合闸回路中串联储能行程开关常开接点。35kV开关一般都是弹簧储能机构,当弹簧因外部原因或电机损坏导致未储能,或者出现储能不到位,储能行程开关常开接点就不能切换,合闸回路就会断开。储能行程开关常开节点因为自身质量、老化等原因导致接触不良,合闸控制回路也是断开状态。
4控制回路断线处理方法
当开关控制回路断线时,控制回路出口电压会出现异常情况。通过测量保护屏和开关机构箱控制回路出口端子电压,可缩小故障点查找范围,提高故障排查效率,尽快消缺。以开关合位为例进行分析,开关分位同理。正常情况下,当开关合位时,保护屏开关跳闸回路出口端子对地电压应为负电。如果此时测量该点电位为负,说明保护屏到开关机构箱回路正常,故障点在保护装置,可能是插件出现故障;如果此时该点电位为正,说明故障范围应为该端子排往开关本体方向的回路。此时应该在开关机构箱端子排处进行排查,若测得机构箱处开关跳闸回路出口电压为正电,则说明控制回路断线的断点在该端子往开关本体方向的回路;如果此时测得机构箱处开关跳闸出口为负电,故障范围应为机构箱端子排与保护屏端子排之间的控制回路。通过测量保护屏和开关机构箱控制回路的出口端子电压,可以缩小故障范围,迅速排查故障。除上述情况,还有以下常见的异常点会导致控制回路断线:(1)控制回路电源空开故障,开关的控制电源如果没有投上或被跳开,都会破坏控制回路的完好性。(2)开关控制切换把手故障,对于运行中的110kV及以上开关,开关机构箱的开关控制把手应在远方位置,否则会导致控制回路断线。(3)开关机构储能电源空开故障,当开关储能电源异常,机构不能储能,其相应的辅助触点将闭锁开关合闸回路,导致开关控制回路断线[4]。
结束语
在实施变电检修时,涉及到很多不同类型的电力设备,其中断路器设备就是其中必不可少的重要装置之一,该设备运行期间,设备中的断路器气体能够与空气中存在的电力分子融合在一起,进而形成负离子,使得断路器设备具有较好的断电性,满足电力系统运行需求。变电检修中断路器设备在长期施工的期间,容易受到不同因素干扰进而影响断路器功能应用的稳定性,进而引发安全事故,为避免此类情况出现,相关技术人员要根据断路器设备的运行原理和特征属性,采取有效维护措施,确保断路器的正常运行使用。
参考文献:
[1]邝志聪.断路器控制回路断线技术分析及处理方法[J].自动化应用,2014(11):95-96.
[2]闫俊杰,张权.10kV断路器控制回路断线原因及处理[J].城市建设理论研究(电子版),2015(15):2026-2027.
[3]徐吉用.断路器控制回路断线浅析[J].云南电力技术,2016,44(S1):112-113.
[4]蒋宜杰,王贺.SF_6断路器拒合故障分析及处理[J].四川水力发电,2017,36(04):113115.