弹簧操作机构高压断路器与重合闸配合问题的浅析

李江成，王荣

(宿迁供电公司，江苏 宿迁 223800)

1 引言

某500kV变电站为分期设计投运，500kV断路器均为苏州AREVA高压电气开关有限公司生产的户外LG317X型、瓷柱式双断口SF6分相断路器，FK3－5型弹簧操作机构。断路器独立设置许继公司的GXF－222型成套断路器保护，包含WDLK－862A型断路器保护装置及ZFZ－822型操作箱，重合闸按断路器配置。2009年2月二期扩建工程投运，其在设计“压力”低闭锁重合闸回路(即“压力接点”回路)上有所不同，其具体表现在:初期设计断路器SF6压力低闭锁重合闸、合闸弹簧未储能报信号(方案一);二期中设计弹簧未储能闭锁重合闸、断路器SF6压力低闭锁报信号(方案二)，就此作分析。

2 两种方案具体形式

压力低闭锁重合闸回路如图1所示，正常时，“压力接点”断开，2YJJ继电器励磁使其常闭接点打开，不闭锁重合闸;当“压力接点”闭合，则2YJJ继电器失磁使其常闭接点返回，闭锁重合闸。

图1 压力低闭锁重合闸

方案一，“压力接点”取断路器SF6压力低闭锁继电器常开接点(见图2):三相断路器SF6压力正常时，密度控制器接点均断开，SF6压力低闭锁继电器失磁，使“压力接点”断开，不闭锁重合闸;若断路器(一相或多相)SF6压力降低至闭锁压力，则闭锁重合闸。

方案二，“压力接点”取各相合闸弹簧储能限位开关常开接点(见图3):若合闸弹簧三相储能，三相弹簧储能限位开关断开，“压力接点”断开，不闭锁重合闸;若合闸弹簧(一相或多相)未储能，则闭锁重合闸。

图2“压力接点”取SF6闭锁继电器常开接点

图3“压力接点”取合闸弹簧储能限位开关常开接点

3 综合分析

(1)WDLK862A型断路器保护在如下条件均满足时，重合闸充电计时器开始计时，充电时间为15s。

①断路器在“合闸”位置，接进保护装置的跳闸位置继电器TWJ不动作;②重合闸启动回路不动作;③没有低气压闭锁重合闸和闭锁重合闸开入;④重合闸不在停用位置。

(2)当断路器作用于故障重合，重合闸后加速永跳，若断路器三相合闸弹簧储能电源消失(相对储能时间长)，合闸弹簧储能限位开关常闭接点打开或断路器SF6压力在闭锁临界，SF6闭锁继电器常闭接点打开(见图4)，待永跳接点返回并超过了重合闸充电时间，即永跳后TWJ不动作，重合闸将会充电完成。此时弹簧储能电源恢复(储能结束)或断路器SF6闭锁继电器常闭接点闭合，TWJ动作，保护装置将判断为断路器位置不对应，立即起动重合闸，使断路器合闸，有可能使系统再次受到短路电流的冲击，对断路器本体及系统造成严重的影响。

图4 合闸回路

(3)当线路送电，手合断路器对线路合环，网调规程要求线路保护及断路器保护包括重合闸(投单重)全部投入，手合后若断路器某相(多相)储能电机电源消失或储能时间过长，待手合继返回(因手合闭锁重合闸)并超过重合闸充电时间后，即重合闸投单重、且合闸弹簧未储能断路器在重合闸充满电时，某未储能相线路故障跳闸，重合闸动作，故障相一直不合闸，造成线路非全相运行直至非全相保护动作跳另两相。非全相保护动作时间较长，影响电网运行水平。

结合以上分析，当断路器在分闸位置，其合闸回路不通，此时TWJ不动作时，但应闭锁重合闸。这两种方案均只考虑了其中一方面，涵括不全面，断路器在正常情况下的重合闸不存在问题，但在特殊情况下会造成自动重合闸误动作。

4 解决方案

由重合闸充电条件可知，根据跳闸位置继电器TWJ不动作判断断路器在“合闸”位置;而对于断路器处于分闸状态，但断路器的合闸回路不通，TWJ不动作的情况无法分辨，对此问题，主要解决方面如下:

(1)建议将方案一与方案二结合，即将SF6压力低闭锁继电器常开接点与合闸弹簧储能限位开关常开接点并联，用作“压力”低闭锁重合闸的压力接点。此时，即使断路器合闸弹簧储能或SF6闭锁继电器常闭接点闭合时间超过允许值，由于有“压力降低闭锁重合闸”的开入，重合闸装置放电，避免上述现象发生。

(2)由于合闸回路三相断路器共用一对SF6压力低闭锁继电器常闭接点(见图4)，SF6压力低发生时，断路器三相TWJ同时动作，此时若断路器重合闸投单相偷跳重合，则可避免再次重合闸，而500kV重合闸投入的断路器定值均为投单相偷跳重合，故此对避免SF6压力低时所述现象发生有一定作用。而合闸回路三相弹簧储能限位开关常开接点分别取断路器三相(见图4)，即重合闸充满电后断路器三相TWJ同时动作几率相对较小，而引起线路非全相运行则正是在单相重合时发生，故在重合闸投单重，当合闸弹簧未储能(储能时间长)时所述现象有一定几率发生。综合在此合闸回路接线方式、重合闸投单重时，由于继电器接点不够或其他原因下，可考虑使用方案二。

(3)断路器在分闸状态时，若断路器的合闸回路不通(如SF6力低闭锁操作或合闸弹簧未储能等)，则TWJ不动作;而此时1HWJ、2HWJ也不动作，保护装置报第一、二组控制回路断线信号。因此，在保障断路器在合闸状态，其中一组分闸回路不通时仍可以实现重合闸，可采取将第一、二组控制回路断线相与后接入闭锁重合闸开入，使重合闸放电，避免上述现象发生。

5 结论

重合闸装置是保证电网可靠供电的重要装置，正常运行中，不仅要求正确动作提高供电可靠性，减少停电造成的损失;而且还要求不得误动作对电网造成危害。通过本文的分析，影响断路器合闸回路中除断路器辅助接点外其他闭锁接点，均应由其所在继电器另引一副接点至闭锁重合闸开入。对于具体的合闸回路应采取相应的方案。通过合理配置重合闸，能有效提高电力系统稳定运行水平。

［1］张赟，张斌，吴祖升.110kV线路保护与SF6断路器配合时的重合闸问题［J］.继电器，2007，35(20).

［2］江苏省电力公司.电力系统继电保护原理与实用技术［M］.北京:中国电力出版社，2006.

［3］万千云、梁惠盈，等.电力系统运行实用技术问答［M］.2版.北京:中国电力出版社，2005.

［4］杨冠城，等.电力系统自动装置原理［M］.2版.北京:水利电力出版社，1994.