断路器跳合闸回路故障保护.doc

断路器跳合闸回路故障保护1断路器跳合闸回路故障分析目前，陕西省地方电力集团公司下属的35kV变电站大部分已改造成综合自动化站，所有新建站也都是综合自动化站。凡是综合自动化站，不管是35kV断路器合闸控制回路，还是10kV断路器合闸控制回路，都带有合闸坚持电路；与之相对应，跳闸控制回路也有跳闸坚持电路。合闸回路易产生的故障为：烧坏合闸线圈或合闸接触器线圈、合闸坚持继电器、合闸接触器接点等。严重时，易造成蓄电池组亏损、电池屏输出断路器跳闸、合闸电磁铁损坏、合闸机构损坏。产生上述故障的原因是多方面的，主要为：·断路器机构传输不灵活；·储能弹簧未储能〔对弹簧储能机构的断路器而言〕；·电池能量不够；·合闸保险未合、熔断或接触不良；·接触器故障；·合闸电磁铁故障；·断路器机构其他故障；·断路器辅助常闭接点不能弹开。以上原因都可能造成手动合闸、监控合闸，特别是自动重合闸时，合闸线圈或合闸接触器线圈长时间带0.4~2.2A的电流〔10kV真空断路器电磁机构接触器线圈，在合闸时带0.4A左右电流；35kVSF6断路器弹簧储能机构在合闸时，合闸线圈带2.2A电流〕。其带电时间的长短取决于合闸坚持电路能断开电源的时间。合闸线圈或合闸接触器线圈以及坚持继电器长时间带电，很容易烧坏。同样的道理，跳闸回路也存在此类问题。从图1可以看出，在合闸时，SHJ或LJ2瞬间闭合时，HBJ因自坚持，一直带电，直到DL断开为止。合闸成功时，断路器处于合闸状态，其辅助开关常闭接点DL自然断开。由于以上原因之一或多个原因同时发生时，造成DL不能及时断开，HBJ长时间带电，HC也长时间带电，很容易烧坏HC、HBJ这两个线圈；因HC长时间带电，HC接点回路也长时间带电，也容易烧坏HC接点和合闸电磁铁；由于合闸时，母线合闸电源±HM提供100A左右电流，这时也容易使蓄电池组亏损。整个合闸系统，正常时在1s内合闸成功。合闸线圈、HBJ线圈也是按照同意瞬间通过大电流制定的。当长时间通过大电流时，就容易烧毁线圈。如果电路制定使合闸线圈通过较小电流时，坚持电路很难自坚持。线圈线径换大又受位置限制。2对断路器跳合闸回路的故障调查〔1〕2002年8月份，乾县电力局阳峪变电站吴店断路器在合闸时由于事先未合保险，烧坏合闸线圈。〔2〕2003年12月份，乾县电力局阳洪变电站断路器由于电池组能量不够，电磁合闸推动机构顶不到位，造成断路器合不上电源，出现严重的机构振动，直流控制母线电压不稳，电池组进一步亏损。同时出现直流接触器接点烧坏，电池屏断路器跳闸，烧坏直流电源模块。这种因电池严重亏损而造成所有断路器合不上的故障，严重影响了安全生产和经济效益。〔3〕2004年3月份，乾县电力局阳洪变电站3501SF6断路器，在合闸时，由于机构传输不灵活，造成合不上电源，合闸线圈长时间带电烧坏。〔4〕2003年，周至电力公司哑柏变电钻，三次出现不同馈路在自动重合闸时，因电池能量不够，合不上闸，每次都烧坏合闸接触器线圈、合闸坚持继电器、合闸接触器接点。3研制的跳合闸回路保护器投入使用以上分析及调查，要求制定一种保护电路保护整个跳闸回路中的元器件。而无论是10kV保护模块还是35kV保护模块，目前都不具备断路器跳合闸回路的保护功能。乾县电力局积存了一些经验，并做了大量的试验工作，试制了该保护电路。该设备体积小〔12cm×10cm×10cm〕，功耗低〔静态功耗小于1W〕、外部接线简单〔共9根二次线，均接在断路器端子排或保护屏端子排〕。2004年3月，在乾县电力局阳洪变10kV铁金断路器和3501断路器上分别取得了试验的成功。2004年4月初，将一台样机安装在阳洪变3501断路器控制回路中，设备运行至今一年多，成功地保护3501断路器跳合闸回路三次，而设备本身无一故障。4断路器跳合闸回路保护原理从以上图形和波形可以看出，从合闸上升触发〔跳闸上升触发〕开始延时4s后，ZJ2(ZJ4)导通，其常闭接点断开，又过2s后接点恢复闭合。正常合〔跳〕闸在1s内完成，而在前4s内回路所串的继电器接点一直是闭合的，所以不影响正常的合〔跳〕闸。当自坚持电路未正常解除时，就在2s期间自动解除。最后继电器接点一直坚持闭合，用来准备下一次合〔跳〕闸。5结语跳合闸回路保护器结构简单、便于安装、原理清楚、保护功能强、可靠性强。目前将一台样机已成功的安装在乾县电力局阳洪变电站3501控制回路中，并投入使用一年多，效果理想。以后，随着该保护电路的广泛应用，对电力安全生产和多供少损将产生很大的意义。