弹簧储能、控制回路断线、重合闸间关系的探讨冯爱元

弹簧储能、控制回路断线、重合闸间关系的探讨冯爱元

冯爱元

（国网天津电力公司检修公司天津300270）

摘要：本文通过事例，分析弹簧储能、控制回路断线、重合闸间的关系。

关键词：弹簧储能；控制回路断线重合闸

0引言

在一次变电站倒闸操作中，操作人员将手车位置由运行位转到备用位后，出现了重合闸动作，断路器合上的情况。在投运后的间隔，出现了这种情况是很严重的。设想如果当时是反向操作，手车由备用位置转到运行位置后，同样可能发生断路器合上，这样极有由可能把电送出去，引起不希望的情况发生。

仔细分析这一事件，发现是由于弹簧未储能、控制回路断线、重合闸三者配合不当造成;同时，厂家对于重合闸充电判据也存在一定的问题。

这个问题对于一般变电站来说，存在着普遍意义，分析清楚这个问题，对于电网安全运行有着积极的意义。

1关于弹簧储能

我们知道，断路器在带电运行状态时，进行分合闸操作，需要很快的速度。如果分合闸的速度过慢，可能使内部的电弧不能很快熄灭，容易造成断路器本体爆炸。为了保障快速分合闸，断路器操作都是经过机械机构驱动来完成的。机械机构中有必要的储能装置来提供操作能量的。

目前绝大多数的配电断路器是采用弹簧储能装置，为机械机构提供能量。通过拉伸后的弹簧提供能量。

1.1弹簧储能的二次回路

如果弹簧处于未储能状态，电源回路接通，使储能能电机旋转，拉伸弹簧。使弹簧储能。如图1所示。

图1弹簧储能回路

当弹簧储能完毕时，弹簧的储能结点S1打开，断开储能电机的电气回路，使储能电机停止运转。

1.2弹簧状态的信号监测

对弹簧状态的监测，是非常必要的，如果弹簧处于未储能状态，那么断路器不能可靠的动作。

一般来讲，是利用图1弹簧的位置接点S1来判断弹簧的状态的，如果弹簧未储能S1接点处于闭合状态，反之处于打开状态。通过监测S1的位置来判断弹簧的状态。

1.3弹簧储能的时间

弹簧储能时间取决于储能电机与弹簧之间的匹配，一般由开关制造厂家来决定，大概在10秒钟左右。弹簧储能时间不能太长或太短，如果时间过长，会影响断路器的分合可靠性，如果时间过短，会影响储能电气部分的负载及寿命。

2.1控制回路的作用

控制回路是二次回路中最为基本，同时也是最为重要的回路。控制回路含有对断路器分合闸的功能，也含有对相关设备、回路监测完整性的功能。其中，对控制回路断线的监视是关键的。

2.2关于控制回路断线

控制回路断线就是控制短路器分合闸的回路不完整了，如果这种情况出现，说明不能对断路器进行分合闸操作了，必须发出信号提示，提醒监控人员注意。如图2所示。

图2控制回路断线回路

3关于重合闸

3.1重合闸的充电条件

对于一般配电负荷性质的线路来讲，一般采用非同期的重合闸。只要断路器处于合闸位置时，即满足充电条件。一般判断TWJ的位置判断断路器位置

3.2重合闸的启动条件

当有跳断路器的保护动作，一般立即启动重合闸。

当没有保护动作，但不是人为分断路器的命令，但断路器突然有合位变为分位时，也启动重合闸。

3.4重合闸的闭锁条件

（1）对于35KV与10KV配电线路来讲

（2）手分断路器闭锁

（3）控制回路断线

（4）低频与低压减载闭锁

其中，控制回路断线是要闭锁重合闸的。因为如果断路器的合闸操作不能完成，重合闸出口动作已经没有了实际意义。

4弹簧储能、控制回路断线、重合闸三者存在的现实问题

弹簧储能时间、控制回路断线时间、重合闸充电时间三者应该有时间上的逻辑关系。控制回路断线发出时间应长于弹簧储能时间，控制回路断线发出时间应长于重合闸充电时间。

一般来说，实际可能存在问题有：

（1）控制断线时间发的太早，没有躲过弹簧储能时间。

这种情况发生等同于信号误报，因为弹簧在储能过程中控制回路不完整，不是实际有控制回路断线发生。原则上控制回路断线信号触发时间应该略长于弹簧储能时间。

（2）控制回路断线时间过长，超过充电时间。

控制回路断线是要闭锁重合闸的，因此控制回路断线的发出时间应短于重合闸充电时间。

如果控制回路断线的发出时间长于重合闸充电时间，极有可能会导致重合闸的动作不可靠。

5当时现场存在的问题

（1）重合闸的充电判据存在问题，只判断TWJ的位置。

当时手车是从运行位置向试验位置操作，在操作过程中既不属于运行位置，也不属于试验位置，在这个过程中，手车机构内部为了安全起见，不允许对断路器进行任何操作，操作电源断开.失去了操作电源，保护装置中的TWJ与HWJ都不动作，保护装置判断TWJ没有位置，误认为断路器处于合位，满足重合闸充电条件，进行充电。由于这个操作过程现场有些长，超过了重合闸充电时间，导致重合闸充电成功。

（2）控制回路断线设置时间过长，远远超过重合闸充电时间。

当时手车是从运行位置向试验位置过程中，应当发出控制回路断线，以闭锁重合闸，但由于控制回路断线的时间过长，始终也没有发出来。

（3）手车到实验位置时，条件满足，重合闸动作。

当操作手车到达试验位置时，操作电源恢复，此时断路器处于分闸位置，TWJ动作，保护误认为断路器偷跳，启动重合闸动作，造成断路器合闸的结果。

6三者之间现实问题的解决

对于现场出现的问题，综合起来看，与装置厂家、保护定值计算人员、保护调试检验人员、现场运维人员都有一定的关系，所有相关人员都应采取措施，才能够从根本上杜绝类似事故发生

（1）装置厂家

对于判断开关位置的判据应当完善，如上面所术，如果TWJ与HWJ同时没有位置，还能够简单的认为断路器在合闸位置吗?

（2）保护定值计算人员

对于现场的装置相关整定项目应当考虑周全，必要时下现场核实所有整定项目。

对于装置的整定项目应当下全，不得遗漏。

（3）二次运检保护人员

校验时应当把情况做细，应多考虑一些问题.不仅仅考虑断路器处于试验或运行位置.对于一些整定项目应当多思考，如果定值单中没有下，应当询问计算人员利用默认值是否可以。

（4）变电运维人员

操作应当迅速，尽量使小车由运行位置到试验位置中的过程尽量短。如果必要改变操作流程，比如操作前将重合闸退出，就不会发生上述情况。

7总结

电力系统是一个严密、细致的行业，需要多个专业进行沟通、协调。对于出现的问题进行透彻的分析，采取积极的预防措施，才能保证电力系统安全、稳定的运行。

参考文献

[1]《电气二次回路识图》.化学工业出版社,2016.

[2]高校规划教材.《电力系统继电保护》.中国林业电力出版社,2006.