变电站综合自动化改造中控制回路的改进
2007-10-31 13:57:09 来源：
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电力18讯：
河南省新野县电业局 赵颖博
目前，在变电站自动化系统断路器控制回路中，多数的综合自动化保护为了保证能可靠合/分闸，一般在合/分闸回路中增加合闸保持继电器HBJ和分闸保持继电器TBJ。新野县电业局35 kV后棚变电站采用的许继电气生产的WGB-111线路系列保护就采用了这种设计。
该设计自身并无缺陷，但是在实际运行中，由于断路器和辅助接点配合不当、断路器卡涩等问题。在运行中断路器合/分闸操作时可能有4个问题。
在断路器合/分闸时，有时断路器机构和辅助开关配合不当或辅助开关出现故障。合闸时，断路器合闸到位辅助开关常闭触点QF1不能断开；分闸时，断路器分闸到位辅助开关常开触点QF2不能闭合。
断路器机构本身不灵活，出现卡涩，在断路器合/分闸操作时虽然合/分闸回路长期导通，但因机构问题合不上断路器或跳不开断路器。以上两种情况都导致合/分闸回路因断路器机构内部的辅助开关接点不能及时断开，使合/分闸回路长时间保持导通状态，烧坏断路器的合闸线圈、分闸线圈、合/分闸保持继电器或保护装置中的其他元件。
在变电站远方操作合/分闸时，由于机构、保护装置及控制回路时间配合不当，辅助接点打开过晚，合闸线圈带电时间过短，合闸铁芯不能顶伸到位，造成远方操作合闸不成功，甚至烧毁辅助接点等元件。这种情况在综合自动化改造站（电磁机构、真空开关和综自保护）情况更为突出。
在弹簧操作机构中，若在弹簧未储能而合/分闸的误操作的情况下，易造成合/分闸回路长时间保持导通状态而造成合/分闸线圈烧毁。
以上几种情况都能导致回路因断路器机构内部的辅助开关接点不能及时断开，使合/分闸回路长时间保持导通状态,烧坏断路器的合闸线圈、分闸线圈、合/分闸保持继电器或保护装置中的其他元件。现在各变电站实行无人值班，所有断路器操作全由远方遥控执行，这种情况一旦出现，保护不会发信号，直至合/分闸回路电器元件烧坏后发“控制回路断线”信号才能知道。在老变电站综合自动化改造时这种情况更明显，因此对变电站自动化控制回路的改进已迫在眉睫，势在必行。
1 控制回路改进方法
为了防止断路器控制回路元件及保护装置元件在断路器机构故障时烧坏事件的发生， 尽可能提高断路器操作回路及操作机构运行的可靠性，并在出现上述情况时向调度端发“断路器机构故障”信号，对断路器的合/分闸回路作如下改进。
在断路器合/分闸回路中增加合/分闸超时时间继电器SJ和合/分闸超时断开控制回路中间继电器ZJ。即在断路器合闸回路中串入超时断开控制回路中间继电器ZJ的常闭触点 ZJ1-1，在断路器分闸回路中串入超时断开控制回路中间继电器ZJ的常闭触点ZJ1-2。在合闸线圈和分闸线圈旁并上超时继电器SJ，并在回路中串入中间继电器的常闭触点ZJ1-3，以避免超时继电器线圈长时间带电而烧毁。时间继电器的整定时间可按断路器实际断合时间整定为0.5～1 s。合/分闸回路动作时间（各元件固有动作时间、断路器合/分闸时间及断路器机构辅助接点动作断弧时间之和）一般不超过0.2 s，而合/分闸保持回路的每个元件（包括合/分闸线圈）能承受自保持电流的时间至少在1 s以上。因此，合/分闸超时继电器的时间整定为0.5～1 s，既能保证无故障时可靠合/分闸,又能保证故障时不损坏控制回路电器元件。在机构发生故障的情况下，中间继电器启动，中间继电器常开触点ZJ1-5动作，向调度端报“机构故障信号”。改进后的控制回路如图1所示。
2 改进后断路器控制回路的动作过程
当断路器合闸时，在启动合闸线圈的同时，启动超时时间继电器SJ。如断路器合闸回路无故障,达不到SJ延时触点动作时间，即由断路器辅助常闭接点QF1断开合闸线圈HQ和超时继电器SJ，则ZJ不启动，正常合闸。如合闸回路故障，在合闸保持时间超过断路器合闸时间而QF1不能断开，达到超时时间继电器SJ时间，超时闭合触点SJ1-1动作后，启动ZJ1。ZJ1启动后，其常闭触点ZJ1-1断开合闸回路和ZJ1-3断开超时继电器SJ启动回路，ZJ1-4动作使中间继电器ZJ长期带电，保护合闸回路中的各个元件不被烧坏。在SJ1启动的同时，ZJ1的另一对触ZJ1-5也闭合，通过自动化系统向调度端发“断路器机构故障”信号。
当断路器分闸时,在启动分闸线圈的同时，启动超时继电器SJ1，如断路器分闸回路无故障，达不到SJ1延时触点动作时间，即由断路器常开辅助接点QF2断开分闸线圈TQ和超时继电器SJ1，则ZJ1不启动，正常分闸。如分闸回路故障，在分闸保持时间超过断路器分闸时间而QF2不能断开，达到超时继电器SJ1延时触点SJ1-1动作时间后启动ZJ1。ZJ1启动后，其常闭触点ZJ1-2 断开分闸回路和ZJ1-3断开超时继电器SJ1启动回路。ZJ1-4动作使中间继电器ZJ长期带电，保护分闸回路中的各个元件不被烧坏。在SJ1启动的同时，ZJ1的另一对常开触点ZJ1-5也闭合,通过自动化系统向调
河南省新野县电业局 赵颖博
目前，在变电站自动化系统断路器控制回路中，多数的综合自动化保护为了保证能可靠合/分闸，一般在合/分闸回路中增加合闸保持继电器HBJ和分闸保持继电器TBJ。新野县电业局35 kV后棚变电站采用的许继电气生产的WGB-111线路系列保护就采用了这种设计。
该设计自身并无缺陷，但是在实际运行中，由于断路器和辅助接点配合不当、断路器卡涩等问题。在运行中断路器合/分闸操作时可能有4个问题。
在断路器合/分闸时，有时断路器机构和辅助开关配合不当或辅助开关出现故障。合闸时，断路器合闸到位辅助开关常闭触点QF1不能断开；分闸时，断路器分闸到位辅助开关常开触点QF2不能闭合。
断路器机构本身不灵活，出现卡涩，在断路器合/分闸操作时虽然合/分闸回路长期导通，但因机构问题合不上断路器或跳不开断路器。以上两种情况都导致合/分闸回路因断路器机构内部的辅助开关接点不能及时断开，使合/分闸回路长时间保持导通状态，烧坏断路器的合闸线圈、分闸线圈、合/分闸保持继电器或保护装置中的其他元件。
在变电站远方操作合/分闸时，由于机构、保护装置及控制回路时间配合不当，辅助接点打开过晚，合闸线圈带电时间过短，合闸铁芯不能顶伸到位，造成远方操作合闸不成功，甚至烧毁辅助接点等元件。这种情况在综合自动化改造站（电磁机构、真空开关和综自保护）情况更为突出。
在弹簧操作机构中，若在弹簧未储能而合/分闸的误操作的情况下，易造成合/分闸回路长时间保持导通状态而造成合/分闸线圈烧毁。
以上几种情况都能导致回路因断路器机构内部的辅助开关接点不能及时断开，使合/分闸回路长时间保持导通状态,烧坏断路器的合闸线圈、分闸线圈、合/分闸保持继电器或保护装置中的其他元件。现在各变电站实行无人值班，所有断路器操作全由远方遥控执行，这种情况一旦出现，保护不会发信号，直至合/分闸回路电器元件烧坏后发“控制回路断线”信号才能知道。在老变电站综合自动化改造时这种情况更明显，因此对变电站自动化控制回路的改进已迫在眉睫，势在必行。
1 控制回路改进方法
为了防止断路器控制回路元件及保护装置元件在断路器机构故障时烧坏事件的发生， 尽可能提高断路器操作回路及操作机构运行的可靠性，并在出现上述情况时向调度端发“断路器机构故障”信号，对断路器的合/分闸回路作如下改进。
在断路器合/分闸回路中增加合/分闸超时时间继电器SJ和合/分闸超时断开控制回路中间继电器ZJ。即在断路器合闸回路中串入超时断开控制回路中间继电器ZJ的常闭触点 ZJ1-1，在断路器分闸回路中串入超时断开控制回路中间继电器ZJ的常闭触点ZJ1-2。在合闸线圈和分闸线圈旁并上超时继电器SJ，并在回路中串入中间继电器的常闭触点ZJ1-3，以避免超时继电器线圈长时间带电而烧毁。时间继电器的整定时间可按断路器实际断合时间整定为0.5～1 s。合/分闸回路动作时间（各元件固有动作时间、断路器合/分闸时间及断路器机构辅助接点动作断弧时间之和）一般不超过0.2 s，而合/分闸保持回路的每个元件（包括合/分闸线圈）能承受自保持电流的时间至少在1 s以上。因此，合/分闸超时继电器的时间整定为0.5～1 s，既能保证无故障时可靠合/分闸,又能保证故障时不损坏控制回路电器元件。在机构发生故障的情况下，中间继电器启动，中间继电器常开触点ZJ1-5动作，向调度端报“机构故障信号”。改进后的控制回路如图1所示。
2 改进后断路器控制回路的动作过程
当断路器合闸时，在启动合闸线圈的同时，启动超时时间继电器SJ。如断路器合闸回路无故障,达不到SJ延时触点动作时间，即由断路器辅助常闭接点QF1断开合闸线圈HQ和超时继电器SJ，则ZJ不启动，正常合闸。如合闸回路故障，在合闸保持时间超过断路器合闸时间而QF1不能断开，达到超时时间继电器SJ时间，超时闭合触点SJ1-1动作后，启动ZJ1。ZJ1启动后，其常闭触点ZJ1-1断开合闸回路和ZJ1-3断开超时继电器SJ启动回路，ZJ1-4动作使中间继电器ZJ长期带电，保护合闸回路中的各个元件不被烧坏。在SJ1启动的同时，ZJ1的另一对触ZJ1-5也闭合，通过自动化系统向调度端发“断路器机构故障”信号。
当断路器分闸时,在启动分闸线圈的同时，启动超时继电器SJ1，如断路器分闸回路无故障，达不到SJ1延时触点动作时间，即由断路器常开辅助接点QF2断开分闸线圈TQ和超时继电器SJ1，则ZJ1不启动，正常分闸。如分闸回路故障，在分闸保持时间超过断路器分闸时间而QF2不能断开，达到超时继电器SJ1延时触点SJ1-1动作时间后启动ZJ1。ZJ1启动后，其常闭触点ZJ1-2 断开分闸回路和ZJ1-3断开超时继电器SJ1启动回路。ZJ1-4动作使中间继电器ZJ长期带电，保护分闸回路中的各个元件不被烧坏。在SJ1启动的同时，ZJ1的另一对常开触点ZJ1-5也闭合,通过自动化系统向调
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