引言

斷路器能夠切除故障線路,防止事故進(jìn)一步擴(kuò)大,是變電站重要的一次設(shè)備,其控制回路完整是保證斷路器能夠可靠執(zhí)行跳、合閘操作命令的重要條件。斷路器控制回路的完整性在變電站二次回路中有著舉足輕重的地位,因此,監(jiān)控?cái)嗦菲骺刂苹芈返耐旰眯杂葹橹匾?

控制回路斷線是用來檢測(cè)斷路器二次控制回路是否完整的預(yù)警信息。當(dāng)保護(hù)裝置和后臺(tái)發(fā)出"控制回路斷線"的告警信號(hào)時(shí),表明斷路器控制回路不完好,斷路器可能無法進(jìn)行正常的分、合閘操作和保護(hù)跳閘操作,如果此時(shí)有故障發(fā)生,會(huì)出現(xiàn)斷路器拒動(dòng)保護(hù)越級(jí)跳閘,引發(fā)大面積停電,甚至?xí)斐呻娏ο到y(tǒng)癱瘓等事故的發(fā)生,需要盡快處理該缺陷。

1斷路器控制回路結(jié)構(gòu)

完整的斷路器控制回路由保護(hù)裝置和斷路器的分合閘回路組成,無論是遠(yuǎn)方、就地分合閘,還是保護(hù)分合閘都是先作用于保護(hù)裝置,然后再通過斷路器分合閘回路實(shí)現(xiàn)斷路器的分合。只有當(dāng)TwJ和HwJ兩個(gè)常閉接點(diǎn)都閉合,才會(huì)發(fā)出控制回路斷線的告警信號(hào)。當(dāng)斷路器處于分位時(shí),斷路器合閘回路的輔助接點(diǎn)是常閉的,能夠?qū)C(jī)構(gòu)箱的合閘回路,此時(shí)斷路器跳位監(jiān)視回路導(dǎo)通,TwJ繼電器被勵(lì)磁,TwJ常閉接點(diǎn)打開,TwJ常開接點(diǎn)閉合。而跳閘回路的斷路器輔助接點(diǎn)常開,機(jī)構(gòu)箱跳閘回路被斷開,合位監(jiān)視回路沒有被導(dǎo)通,HwJ繼電器沒有被勵(lì)磁,HwJ常閉接點(diǎn)閉合,HwJ常開接點(diǎn)打開。斷路器處于合位也同理。因此,當(dāng)控制回路正常時(shí),無論是分位還是合位,HwJ和TwJ這兩個(gè)繼電器不可能被同時(shí)勵(lì)磁,也就是說HwJ和TwJ這兩個(gè)常閉接點(diǎn)總有一個(gè)是斷開的。

2控制回路斷線的原因

HwJ常閉接點(diǎn)和TwJ常閉接點(diǎn)串聯(lián)構(gòu)成控制回路斷線的監(jiān)視回路。只有當(dāng)HwJ繼電器和TwJ繼電器同時(shí)失磁,兩個(gè)常閉接點(diǎn)接通,才會(huì)發(fā)出控制回路斷線信號(hào)。

引起控制回路斷線的原因有:

(1）控制回路的操作電源斷開。當(dāng)斷開斷路器操作電源,分合閘回路均失電,TwJ和HwJ兩個(gè)繼電器同時(shí)失電,其常閉接點(diǎn)閉合,發(fā)出控制回路斷線信號(hào)。

(2）斷路器機(jī)構(gòu)箱的"遠(yuǎn)方/就地"切換開關(guān)切換到"就地"位置。當(dāng)切換開關(guān)切換到"就地"位置,斷路器分合閘回路的監(jiān)視回路被斷開,TwJ和HwJ繼電器均會(huì)失磁。

(3）跳合閘線圈被燒斷。分合閘線圈燒斷,會(huì)導(dǎo)致分合閘回路不通。當(dāng)開關(guān)處于分位時(shí),合閘線圈燒壞,合閘監(jiān)視回路開路,TwJ失磁,即使此時(shí)分閘線圈完好,但由于開關(guān)在分閘位置,跳閘回路由于串入了斷路器常開接點(diǎn),此時(shí)分閘回路也沒有導(dǎo)通,HwJ也失磁,導(dǎo)致控制回路斷線。

(4）斷路器的輔助接點(diǎn)損壞或者切換不到位。由于斷路器分合閘回路都接入斷路器輔助接點(diǎn),如果常開、常閉接點(diǎn)損壞或者切換不到位,會(huì)導(dǎo)致回路開路,TwJ和HwJ失磁。

(5）機(jī)構(gòu)箱閉鎖回路信號(hào)。分合閘回路有接入儲(chǔ)能電機(jī)未儲(chǔ)能、sF6氣壓低接點(diǎn),當(dāng)儲(chǔ)能電機(jī)未儲(chǔ)能或sF6氣壓低到閉鎖值,常閉接點(diǎn)斷開,回路完整性受到破壞。

(6）保護(hù)測(cè)控板件損壞。

3斷路器控制回路斷線實(shí)例分析

某110kV站10kV#2電容控制回路斷線。10kV#2電容處于熱備用狀態(tài),合閘回路出現(xiàn)異常,保護(hù)裝置發(fā)出"控制回路斷線"信號(hào)。當(dāng)電容器分合閘回路均正常時(shí),如果此時(shí)電容處于熱備用狀態(tài),斷路器常閉接點(diǎn)閉合,行程開關(guān)閉合,合閘回路應(yīng)該導(dǎo)通,"7"這個(gè)點(diǎn)測(cè)量應(yīng)為負(fù)電:斷路器常開接點(diǎn)斷開,分閘回路斷開,"37"這個(gè)點(diǎn)測(cè)量應(yīng)為正電。10kV電容控制回路圖如圖1所示。

當(dāng)繼保人員到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)后,確認(rèn)開關(guān)確實(shí)是在分閘位置,用萬用表直流檔測(cè)量"7"這個(gè)點(diǎn)電位,發(fā)現(xiàn)該點(diǎn)電位為正,測(cè)量"137"這個(gè)點(diǎn)電位,發(fā)現(xiàn)該點(diǎn)電位也為正,說明保護(hù)裝置正常,故障點(diǎn)在機(jī)構(gòu)箱內(nèi)。經(jīng)過查看現(xiàn)場(chǎng)二次圖紙,對(duì)比現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際接線,發(fā)現(xiàn)是開關(guān)機(jī)構(gòu)內(nèi)部接線斷線造成合閘回路不能正常導(dǎo)通。由于機(jī)構(gòu)箱內(nèi)的設(shè)備維護(hù)管理權(quán)限屬于檢修班,即刻通知檢修班人員進(jìn)行消缺排障。

4控制回路斷線處理方法

當(dāng)開關(guān)控制回路斷線時(shí),控制回路出口電壓會(huì)出現(xiàn)異常情況。通過測(cè)量保護(hù)屏和開關(guān)機(jī)構(gòu)箱控制回路出口端子電壓,可縮小故障點(diǎn)查找范圍,提高故障排查效率,盡快消缺。

以開關(guān)合位為例進(jìn)行分析,開關(guān)分位同理。正常情況下,當(dāng)開關(guān)合位時(shí),保護(hù)屏開關(guān)跳閘回路出口端子對(duì)地電壓應(yīng)為負(fù)電。如果此時(shí)測(cè)量該點(diǎn)電位為負(fù),說明保護(hù)屏到開關(guān)機(jī)構(gòu)箱回路正常,故障點(diǎn)在保護(hù)裝置,可能是插件出現(xiàn)故障:如果此時(shí)該點(diǎn)電位為正,說明故障范圍應(yīng)為該端子排往開關(guān)本體方向的回路。此時(shí)應(yīng)該在開關(guān)機(jī)構(gòu)箱端子排處進(jìn)行排查,若測(cè)得機(jī)構(gòu)箱處開關(guān)跳閘回路出口電壓為正電,則說明控制回路斷線的斷點(diǎn)在該端子往開關(guān)本體方向的回路:如果此時(shí)測(cè)得機(jī)構(gòu)箱處開關(guān)跳閘出口為負(fù)電,故障范圍應(yīng)為機(jī)構(gòu)箱端子排與保護(hù)屏端子排之間的控制回路。通過測(cè)量保護(hù)屏和開關(guān)機(jī)構(gòu)箱控制回路的出口端子電壓,可以縮小故障范圍,迅速排查故障。

除上述情況,還有以下常見的異常點(diǎn)會(huì)導(dǎo)致控制回路斷線:(1）控制回路電源空開故障,開關(guān)的控制電源如果沒有投上或被跳開,都會(huì)破壞控制回路的完好性。(2）開關(guān)控制切換把手故障,對(duì)于運(yùn)行中的110kv及以上開關(guān),開關(guān)機(jī)構(gòu)箱的開關(guān)控制把手應(yīng)在遠(yuǎn)方位置,否則會(huì)導(dǎo)致控制回路斷線。(3）開關(guān)機(jī)構(gòu)儲(chǔ)能電源空開故障,當(dāng)開關(guān)儲(chǔ)能電源異常,機(jī)構(gòu)不能儲(chǔ)能,其相應(yīng)的輔助觸點(diǎn)將閉鎖開關(guān)合閘回路,導(dǎo)致開關(guān)控制回路斷線。

5結(jié)語

故障發(fā)生時(shí),斷路器能夠正確分閘及時(shí)切除故障,縮小停電范圍,可見斷路器分閘回路更為重要。10kv及110kv斷路器只有一組分閘回路,當(dāng)斷路器輔助接點(diǎn)或跳閘線圈損壞,此時(shí)如果沒有備品備件可以更換,就會(huì)出現(xiàn)斷路器無法跳閘的情況。一旦發(fā)生故障,會(huì)出現(xiàn)斷路器拒動(dòng),上級(jí)斷路器會(huì)出現(xiàn)越級(jí)跳閘現(xiàn)象,擴(kuò)大事故范圍。如果10kv及110kv斷路器增加一路備用分閘回路,當(dāng)一組分閘回路的跳閘線圈或斷路器輔助接點(diǎn)損壞,可以人工通過轉(zhuǎn)換開關(guān)切換到備用分閘回路,確保斷路器分閘回路的完整性,開關(guān)能夠正常跳閘。

斷路器控制回路是二次回路中最為重要的回路,控制回路的完好與否與斷路器能否正常分合閘有著密切的關(guān)系。因此,當(dāng)開關(guān)發(fā)生控制回路斷線的情況,應(yīng)立即進(jìn)行排障處理,確保控制回路的完整性。