浅谈西门子高压开关与保护操作箱配合的问题

孙 勇

摘要 在为客户工程施工过程中,一旦工程俊工验收移交客户运行时,往往会碰到一些问题,特别是设备运行中出现问题,客户都要求我们加以解决。西门子高压开关在电力系统中被广泛使用,在与保护回路配合使用过程中出现了一些问题,在此提出并希望引起注意。

关键词 开关电气回路;操作回路;防跳回路

中图分类号 TM84 文献标识码 A 文章编号 1674-6708(2009)10-0020-02

0 引言

某供电局220kV高压开关基本上采用了西门子公司型号为3AP1-FI的SF6开关,在平时的工作中发现了该开关的电气回路与保护操作回路连接时存在着一些问题,这些问题的存在希望有关的工作人员都能加以注意。

1 开关电气回路与保护操作回路之间连接点的问题

西门子公司型号为3AP1-FI的开关电气回路及保护厂家操作箱回路分别见图1、图2所示。

1)由图1可以看出,端子X1的695是接跳闸位置监视、即接图2的端子4D87;端子X1的1010是接手动合闸和自动重合闸、即接图2的端子4D86。

这种配线的方式是当远方/就地钥匙S8损坏时,如S8在“远方”位置,但其接点仍断开,就把合闸回路给断开了,而跳闸位置监视回路是不经S8的接点,图2的1TWJa、2TWJa、3TWJa仍励磁动作,保护装置将不发“控制回路断线”信号(该信号由操作箱的三相跳、合位继常闭接点串连发出)。此时若线路发生瞬时故障,保护动作后发重合闸脉冲,但合闸回路已断开,开关将拒动。在现场配线中,有把图2的端子4D87和4D86短接了,短接后上述情况将不会发生,但S8也将不起作用,无论S8在“远方”还是“就地”位置,远方操作还是能通过端子X1的695回路进行合闸。

在处理220kV变电站#1主变变中101开关(西门子公司型号为3AP1-FG、图略)不能手动分闸时发现该开关的远方/就地钥匙S8损坏,其远方手动跳闸和保护跳闸回路断开,当时保护装置没有发“控制回路断线”信号,此时若一次设备有故障开关将拒动。110kV开关的跳闸回路只有一组;220kV开关跳闸回路有两组,一组经S8的接点,另一组不经S8的接点,即使S8有问题,开关也能经第二组跳闸回路可靠跳开。

2)为了能监视到整个合闸回路的完好性,把图2端子4D86和4D87同时接到图1端子X1的1010上,220kVXX变电站220kV旁路2030保护改造后就是这样的接线。

这种接线存在的问题是当远方/就地钥匙S8在“就地”位置时,由远方手合开关,因为S8接点已断开,开关未能合上,三相的跳闸位置继电器也不励磁。重合闸装置的充电条件是判三相都没有跳位开入和有手合开入,并经一定的延时。重合闸装置充满电后,如此时把远方/就地钥匙S8打到“远方”位置,重合闸动作(跳位、手合同时有开入,不对应启动重合闸)并合上该开关,这并不是预期所希望的操作项目。

如果采用上述的接线方式,S8在“就地”位置时,保护装置会发“控制回路断线”信号,运行人员在合上开关前必须留意,把故障排除后再进行操作,以免造成误操作事故。

3)对于新投运的间隔如220kV甲、乙线的两侧开关采用的是另一种接线方式,把图2端子4D87不经开关的合闸回路而直接接到开关的辅助接点上。

根据《火力发电厂、变电所二次接线技术规定》中的要求:断路器的控制回路宜有监视跳、合闸绕组回路完整性的功能。上述的接线方式将不满足要求,因为不能监视到合闸回路的完整性。

根据回路要求并不让设备运行时存在隐患,上述的3种接线方式宜采用1.2的方式。

2 开关在“弹簧未储能”情况下进行合闸操作的问题

220kV变电站#2主变变高开关曾发生不能合闸操作故障,经查发现开关的合闸线圈及操作箱的手合继电器的接点烧毁。

在对整个合闸回路进行分析得知,当开关在“弹簧未储能”情况下进行合闸操作时,由于其回路未装设电气闭锁,手合继电器1SHJ的常开接点闭合,使SHJa励磁,其两对常开接点闭合,而开关因弹簧未储能不能合上,合闸回路一直处于带电状态,致使操作箱的手合继电器SHJa常开接点及开关的合闸线圈Y1LA烧毁。后发现220kV旁路线也存在这样的回路缺陷。为了解决这一问题,西门子公司技术人员在合闸回路上增加了闭锁功能,即在合闸线圈Y1LA与防跳继电器接点K75LA之间串上一弹簧未储能闭锁K15常闭接点(虚线部分),当弹簧未储能时,该接点可靠断开,避免了上述情况发生。

3 开关防跳和操作箱防跳的取舍问题

所谓的“防跳”,是指防止开关在手动或自动装置动作合闸后,如果控制开关触点等卡住,此时保护动作使开关跳闸而发生的多次“跳-合”现象。从图1及图2可以看到,开关的电气回路及保护装置的操作箱都配备了防跳功能,如果两套防跳同时使用的话会出现开关分闸后不能再合闸或一些预想不到的现象,这就需要选择其中的一套防跳装置。

当选择开关防跳功能时,远方或就地操作开关该功能都能实现,然而操作箱的防跳功能接线比较繁多且复杂,拆除必须彻底而不能产生寄生回路,需在厂家技术人员配合下进行该工作。当选择操作箱的防跳功能时,就地操作开关将不能实现该功能,这就留下了隐患。西门子公司为了解决上述问题,并和操作箱的防跳功能配合就在回路上做了改进,后期的产品在启动防跳装置K75LA的回路上串接了就地合闸接触器的常开接点K76(图2虚线部分)或远方/就地钥匙S8的常闭接点,这样开关的防跳装置只在就地操作时起作用,远方操作的防跳功能由操作箱来实现。

4 结论

随着电力技术的不断发展和创新,各类设备自身的功能、设备与设备之间的配合将不断的完善,对于我们电力工作者也应及时掌握相关知识,保证设备安全、可靠的运行。