引言

斷路器能夠切除故障線路,防止事故進一步擴大,是變電站重要的一次設備,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)控斷路器控制回路的完好性尤為重要。

控制回路斷線是用來檢測斷路器二次控制回路是否完整的預警信息。當保護裝置和后臺發(fā)出"控制回路斷線"的告警信號時,表明斷路器控制回路不完好,斷路器可能無法進行正常的分、合閘操作和保護跳閘操作,如果此時有故障發(fā)生,會出現(xiàn)斷路器拒動保護越級跳閘,引發(fā)大面積停電,甚至會造成電力系統(tǒng)癱瘓等事故的發(fā)生,需要盡快處理該缺陷。

1斷路器控制回路結構

完整的斷路器控制回路由保護裝置和斷路器的分合閘回路組成,無論是遠方、就地分合閘,還是保護分合閘都是先作用于保護裝置,然后再通過斷路器分合閘回路實現(xiàn)斷路器的分合。只有當TwJ和HwJ兩個常閉接點都閉合,才會發(fā)出控制回路斷線的告警信號。當斷路器處于分位時,斷路器合閘回路的輔助接點是常閉的,能夠導通機構箱的合閘回路,此時斷路器跳位監(jiān)視回路導通,TwJ繼電器被勵磁,TwJ常閉接點打開,TwJ常開接點閉合。而跳閘回路的斷路器輔助接點常開,機構箱跳閘回路被斷開,合位監(jiān)視回路沒有被導通,HwJ繼電器沒有被勵磁,HwJ常閉接點閉合,HwJ常開接點打開。斷路器處于合位也同理。因此,當控制回路正常時,無論是分位還是合位,HwJ和TwJ這兩個繼電器不可能被同時勵磁,也就是說HwJ和TwJ這兩個常閉接點總有一個是斷開的。

2控制回路斷線的原因

HwJ常閉接點和TwJ常閉接點串聯(lián)構成控制回路斷線的監(jiān)視回路。只有當HwJ繼電器和TwJ繼電器同時失磁,兩個常閉接點接通,才會發(fā)出控制回路斷線信號。

引起控制回路斷線的原因有:

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

(2）斷路器機構箱的"遠方/就地"切換開關切換到"就地"位置。當切換開關切換到"就地"位置,斷路器分合閘回路的監(jiān)視回路被斷開,TwJ和HwJ繼電器均會失磁。

(3）跳合閘線圈被燒斷。分合閘線圈燒斷,會導致分合閘回路不通。當開關處于分位時,合閘線圈燒壞,合閘監(jiān)視回路開路,TwJ失磁,即使此時分閘線圈完好,但由于開關在分閘位置,跳閘回路由于串入了斷路器常開接點,此時分閘回路也沒有導通,HwJ也失磁,導致控制回路斷線。

(4）斷路器的輔助接點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,如果常開、常閉接點損壞或者切換不到位,會導致回路開路,TwJ和HwJ失磁。

(5）機構箱閉鎖回路信號。分合閘回路有接入儲能電機未儲能、sF6氣壓低接點,當儲能電機未儲能或sF6氣壓低到閉鎖值,常閉接點斷開,回路完整性受到破壞。

(6）保護測控板件損壞。

3斷路器控制回路斷線實例分析

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,保護裝置發(fā)出"控制回路斷線"信號。當電容器分合閘回路均正常時,如果此時電容處于熱備用狀態(tài),斷路器常閉接點閉合,行程開關閉合,合閘回路應該導通,"7"這個點測量應為負電:斷路器常開接點斷開,分閘回路斷開,"37"這個點測量應為正電。10kV電容控制回路圖如圖1所示。

當繼保人員到達現(xiàn)場后,確認開關確實是在分閘位置,用萬用表直流檔測量"7"這個點電位,發(fā)現(xiàn)該點電位為正,測量"137"這個點電位,發(fā)現(xiàn)該點電位也為正,說明保護裝置正常,故障點在機構箱內。經(jīng)過查看現(xiàn)場二次圖紙,對比現(xiàn)場實際接線,發(fā)現(xiàn)是開關機構內部接線斷線造成合閘回路不能正常導通。由于機構箱內的設備維護管理權限屬于檢修班,即刻通知檢修班人員進行消缺排障。

4控制回路斷線處理方法

當開關控制回路斷線時,控制回路出口電壓會出現(xiàn)異常情況。通過測量保護屏和開關機構箱控制回路出口端子電壓,可縮小故障點查找范圍,提高故障排查效率,盡快消缺。

以開關合位為例進行分析,開關分位同理。正常情況下,當開關合位時,保護屏開關跳閘回路出口端子對地電壓應為負電。如果此時測量該點電位為負,說明保護屏到開關機構箱回路正常,故障點在保護裝置,可能是插件出現(xiàn)故障:如果此時該點電位為正,說明故障范圍應為該端子排往開關本體方向的回路。此時應該在開關機構箱端子排處進行排查,若測得機構箱處開關跳閘回路出口電壓為正電,則說明控制回路斷線的斷點在該端子往開關本體方向的回路:如果此時測得機構箱處開關跳閘出口為負電,故障范圍應為機構箱端子排與保護屏端子排之間的控制回路。通過測量保護屏和開關機構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會導致控制回路斷線:(1）控制回路電源空開故障,開關的控制電源如果沒有投上或被跳開,都會破壞控制回路的完好性。(2）開關控制切換把手故障,對于運行中的110kv及以上開關,開關機構箱的開關控制把手應在遠方位置,否則會導致控制回路斷線。(3）開關機構儲能電源空開故障,當開關儲能電源異常,機構不能儲能,其相應的輔助觸點將閉鎖開關合閘回路,導致開關控制回路斷線。

5結語

故障發(fā)生時,斷路器能夠正確分閘及時切除故障,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,當斷路器輔助接點或跳閘線圈損壞,此時如果沒有備品備件可以更換,就會出現(xiàn)斷路器無法跳閘的情況。一旦發(fā)生故障,會出現(xiàn)斷路器拒動,上級斷路器會出現(xiàn)越級跳閘現(xiàn)象,擴大事故范圍。如果10kv及110kv斷路器增加一路備用分閘回路,當一組分閘回路的跳閘線圈或斷路器輔助接點損壞,可以人工通過轉換開關切換到備用分閘回路,確保斷路器分閘回路的完整性,開關能夠正常跳閘。

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系。因此,當開關發(fā)生控制回路斷線的情況,應立即進行排障處理,確?？刂苹芈返耐暾?。