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ELFSP7一2型500kV断路器控制回路分析

作者:wyf9121     文章来源:本站原创    更新时间:2010年03月08日     
内容预览

ELFSP7一2型500kV断路器控制回路分析  

   

【161005】齐齐哈尔电业局    吴耀峰  

   

      【摘要】近年来因ABB公司断路器在国内普遍采用,其操作机构及控制回路的原理与国产断路器有些相似之处,但也存在不同。为提高对该型断路器的运行、维护水平,对该型断路器控制回路中的闭锁原理、并联防跳功能、非全相跳闸功能进行分析。同时对运行中出现的各种异常现象进行探讨,阐明与国产断路器在控制方面存在的差异。  

      【关键词]断路器  控制回路  分析  

   纲要:  

      500kV伊冯大输电工程采用瑞士ABB公司ELFSp7一2型高压断路器,为防止低温液化充有1:l的SF6/CF4的混合气体,断路器的操作机构为分相式弹簧储能液压操作机构,控制回路为弱电一对一控制,即利用48V直流控制220V直流的操作方式。为了掌握该型断路器的性能和积累运行经验,确保500kV冯屯变电所的安全运行。本文对该断路控制回路中的闭锁功能及断路器的非正确动作进行分析。同时提出几点防范措施,力求能为今后的运行、检修维护工作总结出有益的经验。  

   

1、气体密度继电器的闭锁功能  

                                          
      如图1所示,断路器三相气体密度继电器F2(21)(23)常开接点串联,取第一组操作直流电源启动辅助继电器K2.1、K2,当断路器所充气体压力满足分、合闸要求时(20℃时不低于0.60MPa),F2(21)(23)常开接点接通,利用辅助继电器K2.1的一对常开接点去接通或闭锁断路器的合闸回路,利用辅助继电器K2的三对常开接点分别去接通或闭锁断路器一组跳闸回路中的A、B、  

图1  SF6监视  

C三相跳闸。同样如图2所示,断路器三相气体密度继电器F2(31)(32)常开接点取第二组操作直流,串联启动辅助继电器K22,利用K22的三对常开接点分别去接通或闭锁第二组跳闸回路中的儿A、B、C三相跳闸。  

              
断路器所充的SF6/CF4的混合气体,环境温度20℃时额定压力为0.70MPa,当任一相断路器气体压力降至0.62MP时,如图3所示,该相气体密度继电器F2(11)(12)常闭接点接通,采用了三相密度继电器并联发补气信号。当断路器任一相气体压力降至0.60MP时,该相气体密度继电器F2(21)(23)、F2(31)(33)常开接点打开,使辅助继电器K2.1、K2、 K22。失磁,如图4所示,断开了断路器的分合闸回路,实现了断路器所充气体压力降低时闭锁控制回路的目的。同时利用辅助继电器K2.1、K2、 K22的常闭接点并联发出断路器气体压力低禁止操作信号。  

   

    因所充的1:1 SF6/CF4混合气体低温液化点在一50℃左右,设计已考虑了该地区的极端气温对气体密度继电器F2不构成影响,但当F2标准气室发生泄漏,则不能正确反映断路器所充气体的压力。气体密度继电器工作原理如图5所示。  

    由以上分析得出结论:应定期对断路器进行气体压力检查以判断F2功效是否好用,每年应至少进行一次。  

     运行中如断路器发补气信号,应先判断漏气的相别。具体方法是在断路器汇控柜中,将-X2(307)、-X2(309)、-X2(311)端子-X3(209)、-X3(211)、-X3(213)端子连线断开,测量-X2(307)对-X2(308)端于是否导通,如导通则判断为人相断路器存在漏气,如图3所示。同理测量-X2(309)对-X2(310)端子、-X2(311)对-X2(312)端子是否导通则可判断B、C相断路器是否存在漏气。这样可为检修工作提供方便。  

   

2、弹簧储能液压操作机构的压力闭锁功能  

   在ELFSP7-2断路器中,使用了弹簧储能液压操作机构。该机构是根据碟式弹簧的被压缩程度,通过行程杆控制压力监视继电器F1。以碟式弹簧完全释放为参考零点,在压力继电器F1,中取六对接点进行控制,根据弹簧的向上压缩程度继电器依次动作分别为:分闸闭锁、合闸闭锁、重合闸闭锁、启动打压、停止打压、压力释放。只有弹簧储能达到允许分合闸压力时才接通分、合闸回路。三相断路器操作机构的压力监视继电器F1(23)(24)常开接点串联接在合闸回路中,断路器任一相操作机构达不到合闸压力即不能进行合闸,如图4所示。  

    利用每相断路器操作机构压力监视继电器F1(13)(14)常开接点来闭锁第一组跳闸回路A、B、C各相的跳闸。同理利用F1(13)(14)常开接点闭锁第二组跳闸回路A、B、C各相跳闸。          

断路器运行中通过操作机构观察窗监视碟式弹簧的压缩储能程度,当断路器发重合闸闭锁、跳闸闭锁、分闸闭锁信号时应检查动力直流电源是否正常,断路器汇控柜中的F6、F7、F8空气开关是否正常投入,辅助继电器K90、K91、K92是否损坏,   如均正常可判断为操作机构内部泄压。这时应立即改变系统运行方式,将此断路器退出运行。  

利用辅助继电器K90、K91、K92的常开接点分别启动每相操作机构的直流电动机进行储能打压。在安装调试过程中,由于动力直流电压的不正常,尤其是直流电压低于210V时会烧损辅助继电器K90、K19、K92,该辅助继电器对直流电压要求非常严格,运行中动力直流电压不得超过定值5V。  

3断路器的并联防跳功能  

ELFSP7一2型500kV断路器采用并联防跳,如图4所示。利用断路器汇控柜中的并联防跳继电器Kl0、K11、K12来实现。断路器手动合闸后,  

   

   

   

   

        
  

注:1、框内部分在断路器汇控柜中,S1为远方、就地操作选择开关;  

2、断路器分闸状态,未充气体,未储能,仅画一组A组跳闸。  

        
        

其三相常开辅助接点接通,分别启动A、B、C的三相并联防跳继电器K10、K11、K12,其励磁后利用其常开接点形成自保持,同时接在合闸回路中的常闭接点打开,断开合闸回路。断路器手动合闸于永久性故障线路,且开关操作把手未及时返回,这时靠并联防跳继电器K10、K11、K12的常闭接点断开合闸回路,实现了防止断路器合闸于永久性故障线路发生跳跃的目的。如正常合闸,因并联防跳继电器为电压线圈,流过毫安级电流,不能使手合继电器电流线圈形成自保持,合闸后可正常返回。  

    运行中曾发生手动和5022开关为伊冯甲线送电,因C相并联防跳继电器常闭接点接触不良造成了延误送电。保护传动实验跳5023开关时,也是因并联防跳继电器的常闭接点接触不良使开关拒合。建议合闸回路中的并联防跳继电器的单一常闭接点改为双常闭接点并联,此防跳继电器有两对常闭、两对常开接点,具备此条件可提高断路器合闸回路的可靠性,,确保500kV系统的安全运行。  

   

4断路器的非全相跳闸功能  

        
      该型500kV断路器不许长时间非全相运行,在断路器汇控柜中设有非全相跳闸装置,如图6所示。利用断路器的常开、常闭辅助接点,构成断路器三相位置不一致启动回路。(当断路器三相位置不一致时回路接通)经时间整定元件D1启动辅助继电器K5,时间整定为1s,原因是为了躲过“分—Q-合分"(0.1”、0.5”、0.1”)重合闸动作循环时间,辅助继电器K5励磁后启动辅助继电器K21。  

   

5断路器拒合  

      如图7所示,当断路器发生拒合时,闪光母线SM(+)通过三相断路器的跳闸位置继电器TWJa、TWJb、TWJc常开接点并联后,经KK(33)(34)接点(合闸、预合、合后接通),使KK把手内灯闪光。由于三相跳闸位置继电器常开接点的并联,二组合位继电器接点的串联,这样可实现只要有一相断路器拒合即能使KK把手内灯闪光。断路器事故音响信号是由三相跳闸位置继电器TWJa、TWJb、TWJc常开接点的并联,再经辅助继电器旧的常  

开接点发出。当断路器拒合时,辅助继电器KZJ1、KZJ均不能启动,所以当开关拒合时不  

发事故音响。这点与以往的断路器控制把手于断路器位置不对应启动事故音响不同,操作时应引起注意。  

      运行中曾多次出现断路器单相拒合启动非全相保护跳闸,使合闸不成功。由于跳闸位置继电器未接入合闸回路中,只经断路器常闭辅助接点构成回路,所以断路器在分闸状态时,控制回路不能监视合闸回路的完整性,只能反映断路器在分闸状态。从这点看出合闸回路中采用并联防跳继电器的双常闭接点显得更为必要。  

   要想监视合闸回路的完整性,建议将原合闸回路的并联部分进行三相分开,把三相跳    闸位置继电器串一合适电阻(2.5kΩ),在远方、就地操作选择开关S2常闭接点前分别接人每相的合闸回路,但这样可能会影响断路器的合闸同期性。  

 6断路器拒分  

        
    保护动作三相拒分时,跳闸回路中的防跳继电器TBJ励磁,利用其常开接点形成自保持(合闸回路中未采用此防跳继电器构成串联防跳,而是采用了断路器汇控柜中的辅助继电器K10、K11、K12构成并联防跳回路)。这样可防止保护出口继电器接点抖动或返回过快影响断路器可靠跳闸,同时使I、Ⅱ组跳闸回路中的合闸位置继电器短接失磁,此时断路器三相跳位继电器TWJa、TWJb、TWJc也均在失磁状态。经操作把手KK(33)(34)接点至操作把手灯回路不通,操作把手灯灭,此时无事故音响。  

保护动作断路器单相或两相拒跳时,因闪光回路中的TWJa、TWJb、TWJc三相常开接点并联48V直流电源回路中的I、Ⅱ组合位继电器三相常开接点的串联,这时操作把手    灯应闪光,非全相保护动作,发控制回路断线光字牌,有事故音响信号。  

   

    手动操作断路器拒分时,手动三相拒分与保护动作三相拒分现象完全相同,不再叙述。手动单相或两相拒分时,因48V直流电源回路中的TWJa、TWJb、TWJc常开接点三相并联,只要有一相跳开即可经KK(41)(42)接点(分闸、预分、分后接通)使操作把手内灯仍亮。此时因为跳闸相合位继电器失磁,拒分相合位继电器被TBJ常开接点短接失磁。此时非全相保护动作,发控制回路断线光字牌。由于操作把手分闸位置时KK(53)(54)接点断开,继电器四失磁断开了事故音响回路。此时元事故音响,值班员应查看表计指示及微机监控系统做出正确判断。  

   无论是何种情况的拒分,均应瞬间拉一下220V两组操作直流保险,解除TBJ继电器形成的自保持,防止烧损跳闸线圈。  

   以上是对瑞士ABB公司ELFSP7-2型5ookv断路器的控制原理、闭锁功能及存在的问题进行粗浅的分析,并提出了几点建议,供国内使用瑞士ANB公司ELFSP7-2型500kV断路器的用户在运行和检修维护中参考。  

   

   

 

 

 

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