西门子断路器二次回路及其故障案例分析
一、断路器机构本身继电器现状分析
断路器的制造厂家只注重传统的二次典型设计,忽略继电保护有关规程的要求。特别近几年投产、扩建的高压断路器二次回路仍然延袭了传统的设计方案,以至在后来的运行维护中存在许多的隐患。
例如:
断路器本体三相不一致保护,断路器不一致的辅助接点将电源引入电磁继电器启动时间继电器,带动出口继电器。
以单个继电器为主要元件,数量多,特别是维护时危险性大;同时没有出口跳闸压板,没有信号及信号自保持等。
有的超高压变电站中由于保护方式没有采用保护屏操作箱,在断路器机构箱或端子箱增加了重动跳闸继电器。在组合电器的机构箱中使用传统单个继电器,使机构增加了复杂性,而且容易老化,减少了更换周期。
(1)可靠性、安全性受到严重的危害
《继电保护和电网安全自动装置现场工作保安规定》中的“在一次设备运行而停用部分保护进行工作时,应特别注意断开不经连接片的跳合闸线及运行设备安全有关的连线”。以上的跳闸继电器在维护时由于没有压板,在拆除接线时,容易误碰,造成断路器跳闸事故。
继电保护人员检修时误碰跳闸继电器的几率大,由于工作的需要,需要在断路器运行状态检查二次回路,因此带有手动试验的跳闸继电器非常容易由于人员的误动造成断路器误跳闸,带来不必要的损失。
⑵由于没有信号使断路器跳闸原因无法判别
超高压变电站的断路器本体跳闸继电器,可以分为两种型式的跳闸执行方式。
1)断路器的操作机构跳闸线圈通过继电保护屏的操作箱直接启动,包括手动跳闸,
2)由机构箱的跳闸脉冲通过操作机构的跳闸重动继电器传达到跳闸线圈进行跳闸,如三相不一致跳闸等。而机械部分故障主要是断路器操作机构失灵;传动部分故障和断路器本体的故障。
二、断路器本体跳闸继电器的重要性
⑴ 国网关于断路器本体保护的具体要求
国网公司十八项电网重大反措(2005年发布)继电保护专业重点实施要求:220kV及以上电压等级的断路器均应配置断路器本体三相位置不一致保护。既在断路器单相跳开后,如果重合闸动作,断路器由于压力、机械、二次回路等原因,没有重合成功,必须在2~2.5S内跳开三相,并且不再重合,以保证系统的安全。
⑵三相不一致保护的时间继电器的整定原则
安装在断路器机构箱中的三相不一致保护的时间继电器的整定原则:大于调度中心的继电保护屏中的断路器保护装置的三相不一致保护定值Δt,t=0.5S。
三、提高本体跳闸继电器可靠性解决方案
⑴断路器本体跳闸及传递信号
构造良好的例如ABB公司出产的HPL型高压断路器二次增加了三相不一致跳闸信号部分,及时反映断路器的动作情况。
当TWJ、HWJ(断路器本身的辅助接点)组成的回路,因为断路器三相不一致而闭合时,通过压板启动时间继电器,在时间继电器到达终点时,中间继电器ZJ得电,这个继电器一方面使各分闸电磁铁线圈(Y1A、Y1B、Y1C、Y2A、Y2B、Y2C)得电跳开断路器。
⑵保护跳闸信号与断路器本体跳闸区别十分明确
保护屏的在断路器三相不一致跳闸时除了跳开断路器,同时起着以下的作用:
1)发生事故应无时限地发出音响信号,同时有相应的灯光信号指出发生事故的对象;
2)事故时应立即启动远动装置,发出遥信;