脱硫系统6 kV开关不能分闸原因分析及改进

李立民（山西漳泽电力股份有限公司河津发电分公司，山西 河津 043300）

脱硫系统6 kV开关不能分闸原因分析及改进

李立民
（山西漳泽电力股份有限公司河津发电分公司，山西 河津 043300）

某电厂脱硫6 kV开关配置的REX521保护继电器在分闸命令存在的情况下，开关仍可以合闸，且开关合闸后通过保护继电器不能分闸。针对此问题进行原因分析和回路改进，消除了该开关控制回路存在的安全隐患，确保开关可靠动作。

脱硫系统；保护继电器；开关；合分闸逻辑

0 概况

某电厂脱硫6 kV系统配置江苏大全长江电器股份有限公司生产的8BK86-12型开关柜，开关为西门子3AH型真空开关，配ABB的REX521型保护继电器，开关控制回路如图1所示。开关合闸过程为：保护继电器收到DCS或开关本体操作把手的合闸命令后，输入信号DI3变为1，通过REX521保护继电器内部逻辑判断，驱动重载合闸出口继电器PO实现开关合闸。开关分闸过程为：保护继电器收到DCS或开关本体操作把手的分闸命令后，输入信号DI4变为1，通过REX521保护继电器内部逻辑判断，驱动快速重载分闸出口继电器HSPOl实现开关分闸。

1 开关控制回路存在的问题

2012-12-30，检修人员完成增压风机开关REX521保护继电器校验后，对开关进行传动试验，试验合闸正常；但开关合闸后进行分闸传动时，开关不能分闸。检修人员对开关分闸回路检查，发现增压风机事故按钮没有复位，REX521保护继电器接收到的分闸命令一直接通，检修人员对事故按钮复位后重新进行试验，开关合分闸恢复正常。检修人员随后对脱硫6 kV系统其他开关重复模拟分闸回路接点粘死时开关合分闸试验，发现所有开关在分闸命令一直接通的情况下，通过REX521保护继电器仍可以合闸，且合闸后通过DCS、开关本体操作把手、事故按钮都不能实现分闸。

图1 改进前的开关控制回路

2 问题分析

2.1 REX521保护继电器合分闸逻辑分析

（1） REX521保护继电器为微机型保护继电器，开关合分闸通过保护继电器内部逻辑进行控制，合分闸命令必须为一脉冲性信号。保护继电器合分闸逻辑如图2所示。开关合闸过程为：保护继电器在接收到合闸命令脉冲信号的同时，继电器内部的合闸条件（close enble）允许，驱动合闸出口继电器实现开关合闸；如继电器内部的合闸条件不允许，则不允许开关合闸。开关分闸过程为：保护继电器在接收到分闸命令脉冲信号时，驱动分闸出口继电器直接实现开关分闸。

（2） 开关的合闸条件可以和外部输入信号DI1-DI9中的任何一个进行关联。如果进行了关联，则关联的外部信号中DI1-DI6，DI8-DI9输入必须为1（外部接点闭合，见图2）、DI7输入必须为0（外部接点断开，通过内部取反后为1）时，开关合闸条件满足，开关可以合闸；否则开关不允许合闸。如果开关的合闸条件与DI1-DI9不关联，则不关联的外部输入信号对开关的合闸没有影响。图2中合闸条件只与DI7关联，DI7为开关未储能信号，开关正常时未储能信号接点断开，输入为0时，通过内部取反后为1，开关允许合闸。

（3） 图2中DI3为开关的合闸命令输入信号，开关合闸后如果合闸命令一直存在，并且这时保护继电器接收到分闸脉冲信号，则保护继电器可以实现开关分闸。这时虽然合闸命令一直存在，但此命令为保持信号，所以开关不再重合闸。此逻辑适用于开关的“防跳跃”逻辑。

（4） 图2中DI4为开关的分闸命令输入信号，开关分闸后如果分闸命令一直存在，并且这时保护继电器接收到合闸脉冲信号，则保护继电器可以输出合闸命令合上开关；同时也因为分闸命令输入信号一直存在，保护继电器不再能接收到分闸脉冲信号，开关也就不能实现分闸。

图2 保护继电器的合分闸逻辑

2.2 开关控制回路存在问题分析

事故按钮作为紧急情况下的急停操作，其回路必须可靠，但开关的分闸必须通过REX521保护继电器的逻辑判断，即通过“软回路”实现，这就造成开关的事故分闸回路存在以下问题：

（1） 如果REX521保护继电器故障，事故按钮将失去作用；

（2） 即使REX521保护继电器正常，但在开关合闸前，如果开关的分闸回路已接通，这时事故按钮也失去作用。

3 开关控制回路改进及合分闸逻辑验证

3.1 对REX521保护继电器输入信号改进

开关的控制回路逻辑应为：当分闸命令存在时，如果发出开关合闸命令，则开关不能合闸。为此对开关控制回路作如下改进，如图3所示。

（1） 取消原REX521保护继电器DI7弹簧未储能的信号接线。弹簧未储能在保护继电器内部取反后作为开关允许合闸的条件，即开关没储能时不允许合闸；但此功能在开关本体已经实现，所以此处可以取消。

（2） 将开关分闸命令并接到保护继电器DI7（如图3虚线部分）。这时如果分闸命令存在，则DI7的输入为“1”，经内部取反后变为“0”，因DI7的输入和开关的允许合闸条件相关联，这时不允许开关合闸。

3.2 开关事故按钮回路改进

为了保证事故按钮在任何情况下都能可靠对开关进行分闸操作，对其进行如图3所示改进，将事故按钮用硬接线直接引接到开关分闸回路，不再经由保护继电器。

3.3 控制回路改进后合分闸逻辑验证

（1） 模拟分闸命令一直存在（短接101和133分闸回路），开关通过DCS或开关本体操作把手都不能合闸；取消分闸命令，开关合闸正常。

（2） 开关合闸后，模拟合闸命令一直存在（短接101和103合闸回路），从DCS发出分闸命令，开关可靠分闸且不重合。

（3） 模拟事故按钮没复位，从DCS发出开关合闸命令，则开关合闸后随即又分闸。

（4） 开关合闸后，断开REX521保护继电器电源，REX521保护继电器退出运行，用事故按钮进行开关分闸试验，开关可靠分闸。

图3 改进后的开关控制回路

4 结束语

通过对开关控制回路的分析和改进，解决了该电厂脱硫6 kV开关在分闸命令一直接通的情况下，开关仍可以合闸且合闸后不能分闸的重大隐患，为设备的安全运行提供了保证。目前，由于微机保护的应用，许多开关的跳合闸都通过继电器逻辑实现，所以应将传动试验作为检查开关控制回路的重要措施。要求在开关安装后必须对开关控制回路进行全面传动试验，既要保证开关合闸于故障条件下不发生跳跃现象，也要保证开关能可靠分闸。

2015-08-16。

李立民（1971-），男，工程师，主要从事继电保护工作，email：804640160@qq.com。