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[摘要]介紹了斷路器的控制方式及選擇，敘述了斷路器控制回路的基本要求，并根據(jù)雙重化的要求，探討壓力閉鎖回路存在的不足，提出了改進(jìn)措施。
　　[關(guān)鍵詞]　變電所 斷路器　控制回路
　　
　　1 控制方式及選擇
　　斷路器的控制方式選擇與變電所的控制方式、變電所的規(guī)模等因素有關(guān)。變電所的控制方式不同、規(guī)模不同，斷路器的控制方式也相應(yīng)而異。
　　按控制回路的工作電壓，斷路器的控制方式可分為強(qiáng)電控制和弱電控制兩種。按操作方式，可分為一對(duì)一控制和選線控制兩種。
　　所謂強(qiáng)電控制，就是從發(fā)出操作命令的控制設(shè)備到斷路器的操動(dòng)機(jī)構(gòu)，整個(gè)控制回路的工作電壓均為直流110V或220V。根據(jù)控制地點(diǎn)，分為集中控制與就地控制兩種；按跳、合閘回路監(jiān)視，分為燈光監(jiān)視和音響監(jiān)視兩種；按控制回路接線分為控制開(kāi)關(guān)具有固定位置的不對(duì)應(yīng)接線與控制開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)自動(dòng)復(fù)位的接線。
　　弱電控制分為以下兩種情況。
　　(1)斷路器控制回路的工作電壓分成弱電和強(qiáng)電兩部分，發(fā)出操作命令的控制設(shè)備工作電壓是弱電一般是48V)。命令發(fā)出后，再經(jīng)過(guò)中間強(qiáng)弱電轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)把弱電命令信號(hào)轉(zhuǎn)換成強(qiáng)電信號(hào)，送至斷路器的操動(dòng)機(jī)構(gòu)。中間轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)和斷路器之間的回路結(jié)構(gòu)與強(qiáng)電控制相同。這種弱電控制，實(shí)質(zhì)上只是把布置在控制屏(臺(tái))上的控制設(shè)備弱電化了。
　　(2)從控制設(shè)備到斷路器的操動(dòng)機(jī)構(gòu)全部回路的工作電壓均為弱電。這種方式的命令信號(hào)傳輸距離較近，斷路器的操動(dòng)功率又比較大，它不適用于220500kV變電所。
　　弱電選線控制的接線比較復(fù)雜，操作步驟較多，其可靠性難以保證。220－500kV變電所的斷路器，不推薦采用弱電選線控制。
　　弱電控制的共同特點(diǎn)是由于在控制屏(臺(tái))上采用了小型化的弱電控制設(shè)備，控制屏(臺(tái))上單位面積內(nèi)可布置的控制回路多。在相同數(shù)量的被控對(duì)象情況下，與強(qiáng)電控制相比，可以減少控制屏(臺(tái))的面積，方便運(yùn)行人員監(jiān)視和操作；減少了主控制室的建筑面積，降低土建工程投資。這是采用弱電控制的主要優(yōu)點(diǎn)。但是弱電設(shè)備也存在著不足，弱電端子和弱電設(shè)備中的電氣絕緣距離較小，怕積灰塵，特別是灰塵中含有導(dǎo)電物質(zhì)的情況下更危險(xiǎn)；弱電設(shè)備的端子和屏后的弱電連接端子與軟線的連接多采用焊接，由于端子間距離較近，在查線和清掃時(shí)特別注意防止端子間的短路；另外，還有機(jī)械強(qiáng)度低，觸點(diǎn)斷開(kāi)的容量小，抗干擾性能差等缺點(diǎn)。
　　強(qiáng)電控制分為強(qiáng)電一對(duì)一直接控制和強(qiáng)電選線控制。后者在實(shí)際工程中應(yīng)用的很少。強(qiáng)電一對(duì)一直接控制方式具有控制回路簡(jiǎn)單，操作電源電壓?jiǎn)我唬\(yùn)行人員容易掌握，維護(hù)方便，可靠性較高等優(yōu)點(diǎn)，是國(guó)內(nèi)投入運(yùn)行的各類(lèi)變電所中采用的一種主要的控制方式。
　　強(qiáng)電控制，因控制設(shè)備的工作電壓比較高，為滿足絕緣距離的要求，控制設(shè)備、接線端子排等設(shè)備體積都比較大，而在控制屏(臺(tái))上單位面積內(nèi)可布置的控制回路數(shù)卻較少。在變電所規(guī)模大，被控對(duì)象多的情況下，所需的控制屏數(shù)量多。這不僅加大了主控制室的面積，增加了土建工程的費(fèi)用，同時(shí)，由于監(jiān)視面過(guò)大，也不利于正常的監(jiān)視和操作。
　　目前，采用的控制方式是：強(qiáng)電一對(duì)一直接控制，站內(nèi)不設(shè)常規(guī)的控制屏，通過(guò)獨(dú)立的測(cè)控裝置實(shí)現(xiàn)控制。老站也逐步按該方式進(jìn)行改造。
　　
　　2 斷路器控制回路設(shè)計(jì)的基本要求
　　在斷路器控制回路設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意以下基本要求。
　　(1)應(yīng)有對(duì)控制電源的監(jiān)視回路。斷路器的控制電源最為重要，一旦失去電源，斷路器便無(wú)法操作。因此，無(wú)論何種原因，當(dāng)斷路器控制電源消失時(shí)，應(yīng)發(fā)出聲、光信號(hào)，提示值班人員及時(shí)處理。
　　(2)應(yīng)經(jīng)常監(jiān)視斷路器跳、合閘回路的完好性，當(dāng)跳閘或合閘回路故障時(shí)，應(yīng)發(fā)出斷路器控制回路斷線信號(hào)。
　　(3)應(yīng)有防止斷路器“跳躍”的電氣閉鎖裝置，發(fā)生“跳躍”對(duì)斷路器是非常危險(xiǎn)的，容易引起機(jī)構(gòu)損傷，甚至引起斷路器爆炸，故必須采取閉鎖措施。目前，微機(jī)保護(hù)裝置和斷路器的操作回路的默認(rèn)配置中，均有防止斷路器“跳躍”的電氣回路。實(shí)際運(yùn)用時(shí)，用且只能用其中一處的防止斷路器“跳躍”的電氣回路。設(shè)計(jì)和運(yùn)行時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格對(duì)廠家設(shè)計(jì)的該部分回路把關(guān)。
　　1997年2月2日，某電廠220kV出線A相故障，線路兩側(cè)保護(hù)裝置正確動(dòng)作，但在重合時(shí)兩側(cè)斷路器均產(chǎn)生“跳躍”現(xiàn)象。其中，該電廠側(cè)的斷路器連續(xù)開(kāi)斷后，液壓急劇下降，斷路器停留在合位后拒分。由于故障點(diǎn)未切除，該廠220kV斷路器失靈保護(hù)動(dòng)作將母聯(lián)斷路器及一條母線上的所有元件切除，一條母線停電。事故檢查發(fā)現(xiàn)：故障線路的該電廠側(cè)分相操作箱中，防跳繼電器電壓保持線圈極性接反，防跳回路未能起到作用，致使斷路器產(chǎn)生“跳躍”現(xiàn)象：對(duì)端則由于其防跳繼電器中的電流線圈短路，而導(dǎo)致防跳回路未能起到作用。
　　斷路器的“跳躍”現(xiàn)象一般是跳閘、合閘回路同時(shí)接通時(shí)才發(fā)生。“防跳”回路的設(shè)計(jì)應(yīng)使得斷路器出現(xiàn)“跳躍”時(shí)，將斷路器閉鎖到跳閘位置。
　　(4)跳、合閘命令應(yīng)保持足夠長(zhǎng)的時(shí)間，并當(dāng)跳閘或合閘完成后，命令脈沖應(yīng)能自動(dòng)解除。通常由斷路器的輔助觸點(diǎn)自動(dòng)斷開(kāi)跳、合閘回路。
　　(5)對(duì)于斷路器的跳、合閘狀態(tài)，應(yīng)有明顯的位置信號(hào)，故障自動(dòng)跳閘、自動(dòng)合閘時(shí)，應(yīng)有明顯的動(dòng)作信號(hào)。
　　(6)斷路器的操作動(dòng)力消失或不足時(shí)，例如，彈簧機(jī)構(gòu)的彈簧未拉緊，液壓或氣壓機(jī)構(gòu)的壓力降低等，應(yīng)閉鎖斷路器的動(dòng)作，并發(fā)出信號(hào)；SF₆氣體絕緣的斷路器，當(dāng)SF₆氣體壓力降低而斷路器不能可靠運(yùn)行時(shí)，也應(yīng)閉鎖斷路器的動(dòng)作，并發(fā)出信號(hào)。
　　在線路或變壓器無(wú)故障情況下，壓力降低時(shí)應(yīng)閉鎖跳閘回路。如果此時(shí)不閉鎖，一旦線路或變壓器發(fā)生故障，由于斷路器壓力已降低，主觸頭已無(wú)消弧能力，可能引起斷路器爆炸，其后果不堪設(shè)想。
(7)在滿足上述要求的條件下，力求控制回路接線簡(jiǎn)單，采用的設(shè)備和使用的電纜最少。
　　
　　3　雙重化配置
　　根據(jù)《“防止電力生產(chǎn)重大事故的二十五項(xiàng)重點(diǎn)要求”繼電保護(hù)實(shí)施細(xì)則》(國(guó)電調(diào)[2002]138號(hào))的要求，220kV及以上電壓等級(jí)的微機(jī)型線路保護(hù)、主變壓器微機(jī)保護(hù)應(yīng)遵循相互獨(dú)立的原則按雙重化配置。繼電保護(hù)雙重化配置是防止因保護(hù)裝置拒動(dòng)而導(dǎo)致系統(tǒng)事故的有效措施，同時(shí)又可大大減少由于保護(hù)裝置異常、檢修等原因造成的一次設(shè)備停運(yùn)現(xiàn)象。
　　與保護(hù)裝置雙重化配置相適應(yīng)，應(yīng)優(yōu)先選用具備雙跳閘線圈機(jī)構(gòu)的斷路器。根據(jù)文獻(xiàn)介紹，在187kV以上系統(tǒng)中，斷路器的拒動(dòng)率為1.8×10^-3，其中72％是由控制回路不良引起的。控制電纜和斷路器的跳閘線圈采用雙重化措施以后，拒動(dòng)率降低到5×10^-4，即采用雙重化后拒動(dòng)率降到原來(lái)的1／3.6。
　　
　　4　壓力閉鎖回路
　　斷路器制造廠一般只提供一套壓力f包括液壓機(jī)構(gòu)的壓力和SF₆氣體壓力)閉鎖觸點(diǎn)，這對(duì)于單跳閘線圈斷路器當(dāng)然不存在任何問(wèn)題。但對(duì)于雙跳閘線圈斷路器就有隱患存在。
　　雙跳閘線圈斷路器的跳閘回路為兩套，有兩個(gè)獨(dú)立的操作電源。壓力閉鎖回路電源的供電方式有以下兩種：
　　壓力閉鎖中間繼電器的工作電源采用圖1的自動(dòng)切換方式供電。該方式，有可能造成兩組操作電源并聯(lián)，目前已不再采用該供電方式。
　　另一種供電方式是使用第一組操作電源。如圖2所示。
　　壓力閉鎖觸點(diǎn)串接在跳、合閘回路中，壓力閉鎖觸點(diǎn)分常開(kāi)觸點(diǎn)和常閉觸點(diǎn)兩種。當(dāng)?shù)谝唤M操作電源失電后，常開(kāi)觸點(diǎn)的閉鎖方式將斷開(kāi)第二組跳閘線圈回路，斷路器無(wú)法操作；常閉觸點(diǎn)的閉鎖方式，壓力閉鎖觸點(diǎn)將恒閉合，即使壓力降低也不閉鎖跳閘回路，此時(shí)，主觸頭已無(wú)消弧能力，可能會(huì)引起斷路器爆炸。
　　建議：要求斷路器制造廠提供兩套壓力(包括液壓機(jī)構(gòu)的壓力和SF₆氣體壓力)閉鎖觸點(diǎn)，以消除存在的隱患。