电力继电保护中断路器压力闭锁应用研究

李春卉

(保德神东发电有限责任公司，036603)

电力继电保护中断路器压力闭锁应用研究

李春卉

(保德神东发电有限责任公司，036603)

现代智能电力系统运行中，高压SF6最为关键的组成部分包括液压操动机构、弹簧储能操作机构和气动操动机构。操动机构是智能电网断路器合分闸的动力能源，其性能好坏对断路器的工作具有重要的影响，断路器压力闭锁直接影响操动机构是否能够顺利完成合分闸动作，影响继电保护装置正常运行。本文详细地分析了继电保护装置的作用，归纳了断路器操动机构种类，探讨了断路器压力闭锁与继电保护装置配合的最佳位置，同时总结了相关的问题，为继电保护做出参考。

电力系统 继电保护装置 断路器 压力闭锁

1. 电保护装置的作用

随着智能电网的普及和发展，电力系统已经日趋自动化和智能化。继电保护装置是智能电网的重要组成元器件，其可以监控电力系统的运行状态，电力系统发生故障时，继电保护装置可以准确地向脱离元器件最近的断路器发出跳闸命令，断开元器件，最大限度降低故障损失，提高电力系统的安全供电性能[1]。

2. 路器操动机构的种类分析

断路器操动机构能够将电能转换为机械能，使断路器能够准确地进行合闸、分闸等操作，断路器需要具备足够的合闸功率，以便能够保证合闸速度，断路器处于合闸位置，不产生误分闸[2]。断路器操动机构包括气压、液压、弹簧、电磁、电动等几种。一般来讲，一个完整的断路器操动机构需要能够循环的完成分、合、分等操作过程。

3. 路器压力闭锁与继电保护装置的配合

为了降低电力系统故障发生率，重合闸压力闭锁接点需要与继电保护装置相互配合，主要原因包括以下两个方面：

（1）如果电力系统发生不可逆转的故障，继电保护装置跳开断路器之后，断路器需要实施重合闸动作，此后会加速，再次跳开断路器，完成一次分合分的操作。完成上述动作之后，断路器操动机构压力变小，如果压力大小降低到闭锁合闸的范围，断路器就会断开合闸回路，跳位继电器则会失去磁性而返回，继电保护装置就可能认为断路器处于合位，重合闸就会开始充电。如果短路，其操动机构充压时间比较长，超过了重合闸的充电时间，此时断路器的操动机构将恢复到一个正常的压力水平，重合闸就会充满电，准备下一次进行重合闸动作，如果没有引入继电保护装置，闭锁重合闸接点待断路器操动机构压力恢复，合闸回路将会自动接通，跳位继电器会再次重新励磁动作，接点就会闭合，继电保护装置判定断路器由合位改变为分位，重合闸将再次发送动作，导致断路器错误地进行重合，发生相关的故障，断路器将会再次发生加速跳闸，产生频繁跳跃现象，导致断路器损坏[3]。

（2）采取分相操作的断路器通常使用综合重合闸或单相重合闸操作，压力闭锁与被保护的跳闸逻辑相关，断路器操动机构压力降低，将会激发闭锁重合闸的操动动作，如果达到规定阈值，断路器会发生闭锁重合闸，同时激活三相跳闸回路，此时就会发生不对称故障[4]。

因此，电力系统需要在断路器重合闸压力闭锁接点引入重合闸闭锁回路，如果断路器没有采取闭锁重合闸接点，需要优先将重合闸压力闭锁接点引入到保护装置中。

4. 实现断路器操动机构压力闭锁的最佳位置

断路器操动机构具有压力降低闭锁合闸、闭锁跳闸、禁止操作等三个关键功能，其功能的最佳实现位置位于断路器操动机构的内部，这样做的目的是能够大幅度减少电缆、设备连接的中间环节，尽可能简单化断路器操作回路，提高压力闭锁的可靠性[5]。

5 操作箱内压力闭锁回路接线分析

智能电网运行中，保护屏操作箱内引入了四个非常关键的部分，分别是闭锁跳闸、压力降低闭锁重合闸、闭锁合闸和禁止操作，可以降低保护屏操作箱内操动机构的压力。为了能够更好地分析操作箱内压力闭锁回路接线的实际应用，本文根据笔者多年的电力系统实践经验，以一个实例进行分析。本文选择将禁止操作的接点接入到正电源和D端子之间；闭锁跳闸的接点选择位于负电源和C端子之间；闭锁合闸的接点选择接入到负电源和B端子之间；压力降低闭锁重合闸接点选择接入到负电源与A端子之间。另外，保护屏操作箱内存在1YJJ、2YJJ和3YJJ属于常励磁，当操动机构内部的压力闭锁接点在进行接通操作时，此时就会导致短接YJJ励磁线圈，发生失磁返回；保护屏操作箱内还存在一些不励磁4YJJ，当操动机构内部禁止操作的接入点激发动作时，4YJJ将会发生励磁动作。压力闭锁重合闸和闭锁合闸同时在保护屏操作箱内支线动作时，维持厂家接线位置不变即可实现闭锁功能。

6 断路器操动机构压力闭锁回路中存在的问题

目前，智能电网系统为了保护电网接入设备，采用了智能型的继电器保护装置，断路器操动机构压力闭锁回路也是一个客观存在的设备，在使用过程中可能发生事故。为了解决上述问题，需要防止保护拒动操作的发生，因此继电保护装置通常采用冗余思想进行双重化配置，以便能够降低断路器拒动导致启动失效的发生率，扩大了故障影响的范围。现行的智能电网中使用的断路器跳闸操动机构、跳闸回路操作箱和操动电源也都采用双重化配置方法。如果一组直流电源发生故障，压力闭锁继电器可以切换回路，使用第二组冗余的备份电源，确保电力系统正常操作。

结束语

电力继电保护装置具有高可靠性，能够实现压力闭锁节点、压力闭锁继电器彻底双重化，计断路器操动机构时要提供两套完全相同的压力闭锁接点，以便其可以独立控制两组压力闭锁继电器，降低断路器故障几率，保证电力系统正常运行。

[1] 黄昂军, 葛卫国. 继电保护与断路器压力闭锁双重化分析[J]. 上海电力, 2010, 21(4):319-320.

[2] 兰岚, 万伟民. 基于微机继电保护装置的集成化保护和控制系统设计[J].电力系统保护与控制, 2010, 24(8):111-114.

[3] 曾子县, 黄剑. 西门子3AQ1-EE断路器分闸闭锁监控回路双重化分析[J].电力系统保护与控制, 2009, 37(14):152-155.

[4] 王磊, 王莉, 区燕敏. 变压器断路器失灵保护装置解除电压闭锁方案的选择[J]. 广东电力, 2009, 36(11):34-37.

[5] 乔成银. 变压器保护和母线保护解除失灵保护电压闭锁和联跳三侧断路器的实现方式[J]. 电工技术, 2012, 34(10):18-19.

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