ABB HMB-4型机构与保护间配合问题分析

陈吉　张磊　韩筱慧　商小峰　费宇

摘要：ABB HMB-4型机构在现场操作过程中会出现异常报警闭锁信号，且实际变电站中存在保护重合闸低油压闭锁功能不完善的问题。现针对该问题进行详细分析，指出了造成该问题的根本原因，并提出了解决问题的措施，有利于消除设备隐患，保证电力设备安全运行。

关键词：断路器;重合闸闭锁;继电保护

0 引言

嘉兴供电公司所辖220 kV GIS（气体绝缘）变电站共11座，此外若干变电站使用共9个间隔的220 kV GIS设备，其中断路器采用ABB公司生产的HMB-4型液压弹簧机构的数量最多，共计132台，占GIS使用断路器机构总量的55%。

HMB-4型机构全称液压弹簧操作机构，最早由ABB公司生产，国内西开、泰开等公司也有类似产品。HMB-4型机构集碟簧的机械式储能与液压式驱动的优点于一体，碟簧力直接作用于3个储能活塞上，通过储能活塞把由弹簧力和弹簧行程表示的机械能转换成由压力和体积表示的液压能，通过高油压储能活塞和工作油缸之间的能量传输，实现操作机构的快速合分闸操作。

1 问题简介

在HMB-4型机构中监测模块是各模块中的重要组成部分（图1），通过监测储能弹簧的行程变化来监测油压的变化，并发出相应告警闭锁信号，如图2所示，在机构未储能时，重合闸低油压闭锁节点43—44为开节点，储能正常时为闭节点。在运行过程中，该节点与继电保护之间的配合不当，会造成异常告警信号与重合闸闭锁功能不完善的问题[1]。

1.1    机构重合闸低油压异常告警信号

HMB-4型机构在现场操作时经常出现如下报文：“重合闸低油压报警”“重合闸低油压闭锁”，储能结束后光字复归。经过多次现场试验发现，HMB-4型机构在合位时做单分操作，即会出现该报警光字，即分一次后，压力值降到重合闸低油压闭锁压力值以下。

1.2    保护重合闸闭锁功能不完善

在检修过程中，发现多个站存在保护重合闸低油压闭锁回路不完善问题：（1）某间隔开关重合闸低油压闭锁回路存在寄生，解除后机构提供的重合闸低油压闭锁节点与保护所需节点不符（储能正常时，43—44为闭节点，实际保护需要开节点），现场采用增加重动继电器对节点取反的方法满足要求（西安西电提供的LTD-3700R型继电器WY-000778接线原理图如图3所示，K9—K10对应43—44节点）;（2）前进变机构重合闸低油压闭锁节点未接入保护，也存在节点不匹配问题，新上间隔有重动继电器，但未对节点取反，最终采用在保护操作箱对重合闸低油压闭锁节点取反的方法满足要求，旧间隔未进行完善，存在安全隐患[2]。

2 问题分析

2.1    机构重合闸低油压异常告警信号

如图4、图5所示，HMB-4型机构额定压力（83.5+0.5）mm（碟簧壓缩量），重合闸低油压闭锁压力值（77.5+1）mm，图4中机构操作一次后其压力值降至重合闸低油压闭锁压力值以下。

ABB公司证实，HMB-4型机构在设计时，O-CO即重合闸低油压闭锁是一个相当高的油位，且监测模块为固定凸轮设计，无法调节，本身设计没有问题，关键在于成套设备设计方对各节点的应用。

2.2    保护重合闸闭锁功能不完善分析

现场继电保护重合闸回路需机构在正常储能时提供一副开节点，而实际机构提供的重合闸低油压闭锁节点为闭节点，有效解决方法即通过重动继电器对机构重合闸低油压闭锁闭节点取反扩展完善[3]。

重合闸启动方式有两种：保护启动、位置不对应启动。一般采用二者兼用的启动方式，对于偷跳，可等同于保护跳闸理解。重合闸充电需满足以下几个条件：（1）重合闸压板投入状态;（2）三相跳位继电器均动作，即断路器在合闸位置;（3）没有断路器压力低闭锁重合闸以及其他外部闭锁重合闸的输入;（4）当采用综合重合闸或三相重合闸方式时，没有线路TV断线的信号输入，当三相跳闸检线路无压或检同期重合闸时要用到线路TV[4]。

分析如下几种情况：（1）假设断路器运行于合位，储能正常，当保护装置判断线路故障发出跳闸命令的同时启动重合闸命令，即在断路器真正跳闸之前，重合闸功能就已经启动，因分一次后压力降低闭锁重合闸的命令不会对保护重合闸动作产生影响，机构仍能满足一次合分的操作;（2）假设断路器运行于合位，未进行任何操作油压力低于重合闸低油压闭锁压力，已闭锁保护重合闸，此时线路发生故障，断路器分闸后，保护重合闸也不会启动;（3）假设断路器运行于合位，油压力低于合闸闭锁节点，此时断路器机构的合闸回路闭锁，机构已不能合闸;（4）假设断路器运行于合位，油压力低于分闸闭锁节点，此时断路器机构的合闸、分闸回路均闭锁，机构已不能进行合分操作。

3 结论及建议

（1）HMB-4型机构在单次合分操作时出现“重合闸低油压报警” “重合闸低油压闭锁”的异常告警信号为正常现象，为机构节点设计原因，并不影响设备及保护的正常工作。

（2）重合闸低油压闭锁回路的完善需保护设计专业、机构二次设计与设备成套厂间配合，提供解决方案。

（3）应针对所辖HMB-4型机构及保护装置的重合闸低油压闭锁回路是否完善尽快开展排查工作。

[参考文献]

[1] 闫超.一起10 kV VS1真空断路器重合闸超时故障分析[J].黑龙江科技信息，2015（31）：121.

[2] 樊越甫，刘国辉，王军峰，等.一例500 kV断路器重合闸不成功情况分析[J].高压电器，2012，48（4）：106-110.

[3] 葛宏.3/2断路器接线的重合闸方式配合分析[J].现代企业教育，2011（10）：102-103.

[4] 池骁江，杜景远，逯怀东.LW14/LW15型断路器重合闸闭锁回路的改进[J].高压电器，2005，41（5）：394-395.

收稿日期：2021-07-29

作者简介：陈吉（1990—），男，江苏无锡人，工程师，研究方向：变电设备检修技术。