２２０ｋＶ断路器操作箱与断路器二次回路的配合

王杉杉　朱　冀　王　潇

摘 要：为实现高压系统控制与保护系统的双重化配置，电力系统在保护双重化的基础上，同步进行了断路器操作回路的双重化配置，在操作箱及断路器的更换过程中，遇到了诸如压力闭锁、非全相跳闸、断路器与重合闸回路配合等相关回路的配置等问题，对实际工作进行分析以及进行相应的处理。

关键词：反措 操作箱 断路器 压力闭锁 非全相

操作回路及断路器是继电保护系统实现自动控制和保护功能的执行单元，是保证电力系统安全稳定运行的关键，根据反措要求“220 kV及以上电压等级的元件保护，应实现保护的双重化”，保护的双重化有两个方面的要求，一是元件配置不同厂家、不同原理的两套保护，实现保护功能；二是由不同的保护作用不同的断路器，实现后备作用，如断路器失灵保护的设置。正是基于这种要求，使用双跳闸线圈断路器及双操作回路操作箱成为必然要求，是减少保护可靠动作瓶颈的主要措施。同时在压力闭锁、非全相和重合闸配合等回路的配置提出了新的要求，现就有关问题进行分析。

1.压力闭锁回路的实现

在压力异常的情况下，为保证系统的运行安全以及断路器的安全工作，需要对相应的操作进行闭锁，也正是因为在操作回路中串人了多个常开的闭锁接点，也增加了拒动的可能性，综合上述两个方面，需要对闭锁回路进行合理的配置。

压力闭锁回路的供电采用操作电源自动切换。在“四统一”设计中，虽然设置了双操作电源、双跳闸线圈，但由于压力接点只有一组，为了保证压力回路的可靠供电，采用操作电源的自动切换，即正常情况下两组操作电源同时存在，切换回路用操作电源一；而当操作电源一消失后，自动切换至操作电源二，保证操作回路二的完整性。该设计对于切换回路以外的回路故障造成的一组操作电源的消失，有很好的补偿作用，但其一个致命的缺点就是当在公共的压力回路发生故障，由于切换回路的存在会造成两组操作电源的相继消失。

根本的解决办法是实现操作回路(包括压力闭锁回路)的完全双重化。即在双跳闸线圈的基础上，由两套完全独立的压力接点起动独立的重动中间继电器，分别应用于两个独立的操作回路，保证两个回路的工作完全独立，互不影响。在220 kV 断路器更换中，已经广泛采用这种方式，取得了良好的工作效果。

对压力整定回路的要求。在压力接点的输出整定值，一定要保证同一级闭锁两组接点定值的准确性和输出的同步性，防止发生不同步引起的闭锁失败(即一组回路已经闭锁了相应的操作，而另外一组仍然处于允许状态)，造成对开关的损坏或扩大事故范围，危及系统的安全运行。

2.非全相保护的实现

按照河北南网220KV变电站继电保护二次回路技术规范关于继电保护至断路器的控制回路的要求，断路器三相不一致保护应采用断路器本体三相位置不一致保护，经延时动作于跳闸要求，需利用断路器辅助接点，反映断路器的实际位置是实现非全相保护的根本要求。但现在有两种方案可以选择，一种是利用辅助保护中的非全相保护功能，断路器的辅助触点构成非全相起动回路启动重动中间继电器，继电器的接点作为辅助保护装置的开入，时间在保护装置内部整定，优点是回路在室内、并且跳闸延时在微机保护中实现，精确度高，但跳闸是通过操作箱的TJR继电器实现的，如果在设计有三相起动失灵的回路时，非全相跳闸后也起动断路器的失灵保护，与系统的要求“线路保护的非全相保护动作后，不起动失灵保护”不相符。另一种方式，是利用开关柜内的非全相保护功能，出口接点直接作用于跳闸回路，不存在起动失灵的问题，但是时间继电器在开关柜内，运行条件相对较差，且与操作箱防跳回路配合困难，加上时间的整定多为电位器方式，使得时间的精确程度难以把握。另外在用于旁路断路器时，带路操作中，需要改变非全相时间继电器的整定时间，给运行维护人员造成不便，同时也难以保证时间的准确。解决的办法是：选用适应外部环境、整定方便，精度容易保证的数字式时间元件，将会使开关柜内非全相保护功能的应用成为主流。

3.断路器与重合闸回路配合

3.1 线路间隔的断路器，应提供操作机构“压力低闭锁重合闸”的接点，断路器操作机构“压力低闭锁重合闸”的接点应经操作箱转换后接至对应断路器重合闸装置的“机构压力低”端子。原因是为了保证重合闸装置对断路器压力低判别的可靠性，并在断路器偷跳时TWJ动作启动重合闸与“压力低闭锁重合”接点能够取得时序上的配合，实现可靠重合，机构箱的“压力低闭锁重合闸”接点经操作箱内转换的继电器应具有延时返回的特性（采用常闭接点），即在断路器偷跳时，应保证TWJ启动重合闸先于机构箱动作。当重合闸装置本身具备对上述对“机构压力低”延时确认的功能时，对操作箱转换继电器的延时可以不做要求。

3.2 对于双母线接线的断路器随线路保护双重化配置的重合闸，“压力低闭锁重合闸”回路应分别接入。对于操作箱的转换继电器，在控制电源消失时其常闭接点闭合，采用非励磁状态下的常闭型接点接入重合闸装置的“压力低”回路，可以保证在断路器检修、其控制电源断开等情况下对应的重合闸装置可靠不充电，从而得以避免出现停送断路器控制电源时，重合闸装置已经充好电，造成误合断路器的问题。有的保护采用了“断路器控制回路断线闭锁重合闸”的方式来解决上述问题。

3.3 对于分相操作断路器，分相操动机构压力低闭锁重合闸采用“或门”逻辑，即任一相操动机构压力低均闭锁重合闸。

3.4 对于采用液压、气动操动机构的断路器，其“压力低闭锁重合闸”接点应闭锁相应的重合闸装置。无次接点的可以采用“压力低闭锁合闸”接点代替；弹簧操动机构的可采用“弹簧为储能”接点代替。SF6断路器的SF6气体压力低应接入闭锁合、分闸的回路，充分考虑到SF6气体压力低该种缺陷的不可自愈性，基于简化二次回路的原则，并计及分相闭锁合、分闸时SF6气体压力低闭锁重合闸带来的负面影响，优先采用断路器机构箱内就地闭锁的方式来实现,但不接入闭锁重合闸的回路，目的是为了保护SF6断路器，简化二次回路，若设置了SF6气体压力低闭锁重合闸，则在线路发生健全断路器相别的故障时，线路保护由于重合闸被闭锁而三相跳闸，单项故障增加误启动保护2/3 的概率。

4.结论

断路器相关回路的正确设计、合理配置以及功能的可靠使用，需要操作箱、断路器生产厂家不断地根据现场的运行要求及时改进和优化完善，使断路器的运行和控制更合理、更可靠。

参考文献：

[1]毛绵庆．电力系统继电保护规定汇编(第二版)．北京：中国电力出版社，2000，5

[2]吴晓梅，邹森元．电力系统继电保护典型故障分析．

北京：中国电力出版社，2OOl，7

[3]曹树江、周纪录、张洪. 河北南网220kV母线保护技术规范.河北省电力公司2006，12