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斷路器控制回路斷線分析
2024-12-19

斷路器控制回路是電力系統(tǒng)重要的組成部分,它能夠在電力系統(tǒng)故障發(fā)生時及時切斷故障點,保護(hù)設(shè)備和人身安全。但由于各種原因,控制回路可能會出現(xiàn)斷線的情況。下面我們將從斷路器控制回路的基本構(gòu)成、斷線的原因和處理方法三個方面來分析和探討這一問題。


典型控制回路

1.基本跳合閘回路

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斷路器控制回路的簡化跳、合閘原理圖如圖1所示,其中+KM和-KM代表正、負(fù)電源,DL為斷路器輔助觸點,HQ、TQ分別為合、跳閘線圈。(注意:為了方便理解,將手合/遙合/重合閘動作接點在圖中簡化為同一個合閘出口接點,手跳/遙跳/保護(hù)跳類似。)

假定斷路器在合閘狀態(tài),斷路器輔助接點DL常開接點閉合。當(dāng)保護(hù)裝置發(fā)跳閘命令,跳閘出口接點閉合,通過正電源→跳閘出口接點→DL→TQ→負(fù)電源構(gòu)成回路,跳閘線圈TQ得電,斷路器跳閘。斷路器完成跳閘動作后,DL常開接點斷開跳閘回路,DL常閉接點閉合,為下次合閘做準(zhǔn)備。斷路器合閘過程同理。

為何需要利用輔助觸點DL常開接點斷開跳閘電流:一是為了防止跳閘出口接點粘連造成跳閘線圈TQ燒壞(因為TQ的熱容量是按短時通電來設(shè)計的);二是因為如果由跳閘出口接點來斷開跳閘電流,由于接點的斷弧容量不夠,容易造成接點燒壞,這就為下一次保護(hù)跳閘(或合閘)埋下了隱患。

 

2.監(jiān)視回路

圖片2.png 

控制回路應(yīng)該能夠反映斷路器的位置狀態(tài)以及跳合閘回路的完整性。所以我們在回路中增加了TWJ、HWJ來監(jiān)視跳閘回路、合閘回路的完整性,如圖2中用藍(lán)色部分所示。HWJ和TWJ分別為合、分閘監(jiān)視繼電器。

當(dāng)開關(guān)在分位時,DL常閉觸點閉合,TWJ繼電器所在回路導(dǎo)通,TWJ動作,在本圖下方的TWJ常開觸點閉合,分位指示燈點亮,反映斷路器在分閘位置,合閘回路完好。同理合位指示燈亮?xí)r,指示斷路器在合閘位置,跳閘回路完好。

此時有一個問題需要思考?在分閘監(jiān)視回路導(dǎo)通時,有電流流過合閘線圈HQ,會不會引起斷路器合閘誤動作?

答案是不會的,因為在分閘監(jiān)視回路中串入了限流電阻R,回路中流經(jīng)的電流會很小,低于合閘線圈HQ的啟動電流值,因此并不會合閘。

 

3.跳、合閘保持回路

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在分、合閘操作時,發(fā)出的遙合/遙分指令一般為幾百毫秒的高電平脈沖,為防止該脈沖在分、合閘操作結(jié)束前失效,保證分、合閘動作完全,需要加入保持回路。簡單來說就是為了防止跳、合閘出口接點先于DL輔助接點斷開,導(dǎo)致分、合閘動作未完成,因此增加了跳、合閘自保持回路,如圖3綠色部分所示。其中HBJ和TBJ分別代表合、跳閘保持繼電器,S1代表儲能彈簧的行程節(jié)點。

當(dāng)合閘操作時,HBJ繼電器導(dǎo)通,HBJ常開觸點閉合,這時無論合閘出口接點是否斷開,合閘回路都會通過HBJ觸點導(dǎo)通,完成合閘操作,此時無論合閘出口接點是否先于DL輔助接點斷開,都不會影響斷路器合閘。分閘同理。

但是增加HBJ繼電器存在弊端:發(fā)出合閘命令HBJ動作后,此時合閘回路的通斷完全由輔助接點DL決定,如果彈簧未儲能,斷路器無法正常合閘,DL常閉觸點就一直閉合,合閘電流一直存在,易燒毀HQ,所以要串入儲能彈簧的行程節(jié)點S1。

 

4.合后繼電器回路

圖片4.png 

一般斷路器分、合閘操作可分為:就地手動、遠(yuǎn)方遙控以及保護(hù)裝置自動控制三種方式,控制回路應(yīng)該具有區(qū)分保護(hù)裝置動作和人為操作斷路器的功能,所以還應(yīng)加入合后繼電器(KKJ),如圖4中紅色部分。

此時我們可將圖一中簡化的出口接點進(jìn)行拆分:CHJ為重合閘接點,TJ為保護(hù)跳閘接點,YHJ為遙控合閘接點。YTJ為遙控分閘接點,HHJ為合后繼電器,QK為開關(guān)操作把手。

當(dāng)把手位置在遠(yuǎn)方時,③④、⑤⑥接點導(dǎo)通,可進(jìn)行遙控操作。

當(dāng)把手位置在就地合閘時,①②接點導(dǎo)通,完成就地合閘操作。

當(dāng)把手位置在就地分閘時,⑦⑧接點導(dǎo)通,完成就地分閘操作。

圖中的KKJ繼電器為雙位繼電器,當(dāng)手動(遙控)合閘時,KKJ繼電器動作,置“1”,并且始終保持直到分閘才返回;當(dāng)手分/遙分觸點閉合時,KKJ繼電器返回,置"0",并且始終保持直到合閘才返回。

由于存在二極管(單向?qū)ǎ?,CHJ和TJ是不會觸發(fā)KKJ繼電器的,KKJ的作用是用來判斷是正常的分合閘操作,還是故障時保護(hù)裝置的跳合閘動作。當(dāng)正常的分合閘操作時,KKJ應(yīng)變位,當(dāng)保護(hù)動作跳合閘時,KKJ應(yīng)不變位。KKJ的常開接點提供給“事故總”信號以及重合閘裝置使用。

 

5.防跳回路

圖片5.png 

所謂防跳并不是防止“跳閘”而是防止“跳躍”。跳躍指的是由于控制開關(guān)合閘位置停留時間過長或觸點粘連同時線路發(fā)生 性故障,造成斷路器不斷重復(fù)跳-合-跳-合-跳的過程。

發(fā)生跳躍會導(dǎo)致導(dǎo)致故障電流多次沖擊,損壞斷路器甚至爆炸。防跳回路詳見圖5中粉色部分,其中TBJV為防跳繼電器。

 當(dāng)保護(hù)裝置動作時,跳閘回路中有電流流過,防跳回路中的TBJ常開觸點閉合,此時如果發(fā)生合閘觸點黏連的情況,合閘命令一直發(fā)出,那么合閘觸點→TBJV→TBJ這條回路導(dǎo)通,防跳電壓繼電器TBJV將會電壓自保持,自保持中的TBJV觸點閉合,在HBJ旁的TBJV常閉觸點將斷開,切斷合閘回路,防止斷路器“跳躍”。

如果跳閘期間沒有分閘命令存在,則在斷路器完成分閘后,跳閘回路被DL常開接點斷開,TBJ電流線圈失電,此時由于合閘接點一直是斷開的,不能形成TBJV電壓自保持,復(fù)歸。TBJV重新閉合,合閘回路完好,不影響下次的跳合閘。


控制回路斷線分析

1.原因分析

“控制回路斷線”信號的原理是通過跳位繼電器(TWJ)和合位繼電器(HWJ)來監(jiān)視回路完好情況。如圖6所示為跳位繼電器(TWJ)常閉觸點與合位繼電器(HWJ)常閉觸點串聯(lián)構(gòu)成信號回路。

圖片6.png 

只有合閘位置繼電器HWJ和跳閘位置繼電器TWJ同時失壓,才致使兩者常閉接點同時閉合,回路接通,保護(hù)報控制回路斷線信號。顯然,只有開關(guān)跳閘或合閘回路的完整性被破壞時,才會出現(xiàn)這種異常情況。

值得注意的是,在遙控分合閘時會報控制回路斷線信號,結(jié)合圖4可知,合閘時,彈簧釋放能量使斷路器合閘,此時彈簧處于未儲能狀態(tài),合閘回路中的彈簧儲能接點S1打開,此時TWJ所在回路斷開,TWJ失磁,同時由于斷路器還未合到位,跳閘回路中常開接點(DL)還是處于打開狀態(tài),從而HWJ不能勵磁,這時TWJ與HWJ均不勵磁,便發(fā)出控回斷線信號。當(dāng)合閘完成后,常開接點(DL)閉合,接通跳閘回路,HWJ勵磁,控斷信號復(fù)歸。由于斷路器合閘過程時間很短,控斷信號發(fā)出后即可復(fù)歸。

 

2.故障原因

(1)外部原因

控制電源空開跳開,或回路失去電源手車開關(guān)電源插件沒插好或手車開關(guān)沒有推到預(yù)備位或工作斷開器的儲能電源開關(guān)斷開斷路器匯控柜內(nèi)的遠(yuǎn)/近控開關(guān)在“就地”位置六氟化硫低氣壓閉鎖動作

(2)分閘時控制回路異常

常閉接點(DL)異常彈簧儲能電機(jī)的相關(guān)輔助接點松動或異常導(dǎo)致彈簧儲能接點(S1)斷開合閘線圈故障燒壞導(dǎo)致合閘回路斷線S2接點由于合閘閉鎖電磁鐵故障不勵磁而不能閉合,使合閘回路斷線合閘回路中其他電氣元件故障,導(dǎo)致合閘回路斷開

(3)合閘時控制回路異常

常開接點(DL)異常分閘線圈故障燒壞導(dǎo)致分閘回路斷線分閘回路中其他電氣元件故障,導(dǎo)致分閘回路斷開

3.故障危害

控制回路斷線的最直接的危害就是導(dǎo)致開關(guān)無法正常分合閘,分閘時??刂苹芈窋嗑€說明合閘回路異常,開關(guān)無法合閘,合閘時報控制回路斷線說明分閘回路異常,開關(guān)無法正常分閘。

舉例:若某10kV母線中某條10kV線路開關(guān)合閘時報控制回路斷線,當(dāng)該線路發(fā)生故障時,雖保護(hù)發(fā)跳閘出口,但該開關(guān)并不能跳閘,這時必須由主變低后備動作跳閘隔離故障,直接導(dǎo)致整條母線失電,擴(kuò)大了事故范圍。

 

控制回路斷線處理方式

1、電氣方面的原因,能根據(jù)圖紙自行查找處理的故障應(yīng)立即處置,不能查找處理的立即上報缺陷,等候檢修班現(xiàn)場處理。

2、因為壓力降低、機(jī)構(gòu)原因出現(xiàn)控制回路斷線時,應(yīng)首先匯報調(diào)度,申請轉(zhuǎn)移負(fù)荷、采用旁路帶線或用上一級斷路器隔離的方法停電處理。

 


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