关于某电站220kV出线断路器第二跳闸回路的分析与改正

关于某电站220kV出线断路器第二跳闸回路的分析与改正

任碧秀

四川武都电站有限公司 四川绵阳 621700

摘要：阐述220kV出线断路器二次跳闸回路的接线分析与改正。

关键词：220kV断路器  跳闸回路  分析改正

引言

断路器是电力系统的重要设备，其工作原理是通过手动或自动（继电保护、自动装置等）回路使其合闸、跳闸线圈带电，达到可靠切断或闭合相应设备的空载电流、负荷电流、故障电流的控制作用，从而确保电力系统安全运行，因此断路器是否能够正常运行与其二次回路密不可分。为了确保断路器可靠跳开，切断故障回路，按照《国家电网公司十八项电网重大反事故措施》第15.2.2条“电力系统重要设备的继电保护应采用双重化配置，两套保护的跳闸回路应与断路器两个跳闸分别一一对应”等相关要求，断路器应设置两个跳闸线圈，第一控制回路（一套保护装置）跳一线圈，第二控制回路（另一套保护装置）跳二线圈。

1水电站概况

该电站总装机3×50MW，多年平均发电量 6.1亿度，电站保证出力为36.8MW，三台发电机分别接成发-变组单元接线，各经一台63000kVA的主变压器升压为220kV汇入同一220kV母线,经220kV线路送至220kV变电站并入省网，其中220kV输出线路断路器命名为251DL。该电站主接线如图一。

图一：主接线

2断路器251DL本体概况

断路器251DL型号为ZF-16-252/Y，为六氟化硫气体绝缘金属封闭式开关设备。其中额定电压为252kV，额定电流2500A，额定瞬时耐受电流为125KA，额定短时耐受电流为50KA，其操作机构为液压弹簧机构HMB-4/8。251DL配置一组分相合闸线圈与两组分相跳闸线圈，线圈额定电压均为DC220V。

3断路器251DL合闸与跳闸回路的分析

该电站在某年度的线路全停检修工作中，工作人员对现场设备与图纸核对时发现其断路器分相合闸线圈带电具有“手动”与“远动”的方式，“手动”含义即为现地通过合闸按钮实现，“远动”含义即为通过远方监控下令实现。同理，其第一组分相跳闸线圈带电也具有“手动”与“远动”的方式，其“手动”、“远动”含义同上。因此分相合闸线圈与第一组分相跳闸线圈的动作背景均为断路器251DL正常运行。断路器第二组跳闸回路如图二。

图二：断路器251DL第二组跳闸回路

经过核对，图中3DL即为251DL，A、B、C相跳闸线圈置于分相断路器机构中，可确定第二组分相跳闸线圈动作在设计上具有3条路径来实现，具体如下：

1)保护跳闸：电源正极取自3DL操作箱前端，经操作箱后，通过234、246、238电缆分别导通A、B、C相跳闸线圈，再回至电源负极X1-34。此条回路动作条件为继电保护动作，使电源能经操作箱导通，此回路正确。

2)三相不一致跳闸：电源取自X1-31前端，经47TX2三组接点分别导通A、B、C相跳闸线圈，再回至电源负极X1-34。其中47TX2为第二组分相跳闸回路所对应的“三相不一致跳闸”的启动跳闸接触器，且发现其“三相不一致跳闸”的动作连片在投入状态（区分与第一组三相不一致跳闸未投入），所以此条回路动作条件为A、B、C位置不一致加时限来达成，此回路正确。

3)远方监控跳闸：电源取自HK远方/现地控制把手前端，回路导通需要将HK置远方位置，但发现HK控制把手前端B、C相对应X-52、X-63端子上并无其它接线，A相对应X-38端子外部接线引至监控系统开关站LCU柜内开出继电器“线路251DL分闸2”的常开接点一侧，其另外一侧引自线路保护柜操作箱的电源正极处，与图中负极电源X1-34相对应。可见此回路存在错误接线。

4第二组跳闸的远方监控跳闸回路错误接线的分析与验证

断路器远方监控跳闸由计算机监控下令，使现地开关站LCU柜开出继电器“线路251DL分闸2”动作，其常开接点闭合，使该回路HK置远方位置时导通，实现断路器三相跳闸。然而此回路只有A相接线完整，B、C相处于断路状态，这样就存在两条安全隐患：

1）此控制回路不完善：仅仅靠开关站内开出接点来启动回路，操作箱只提供电源、没有通过操作箱设置控制回路，且不符合设计规范。此外查看上位机监控系统，发现251DL操作界面上仅存在“分闸”一个选项，并无“分闸1”与“分闸2”，可知无法通过上位机操作员站操作界面来执行第二组跳闸回路的启动，但这不表示无法通过监控来执行第二组跳闸回路的启动，监控开关站PLC包含了开出点“线路251DL分闸2”的通道，说明该回路能够执行。

2）远方监控分闸只分A相，B、C相靠三相不一致跳闸：当回路被执行时，或者“线路251DL分闸2”开出继电器误动时，251DL首先会将A相跳闸，然后经A、B、C相的位置信号反馈，“三相不一致跳闸”回路将导通，经延时继电器动作后，47TX2接触器动作，B、C相随后跳闸。此动作不合理，“三相不一致”应作用于异常状态下的情况，在正常分闸中不宜启动“三相不一致”跳闸。其中“三相不一致”回路见图三。

图三：第二组跳闸回路对应三相不一致回路

为了验证上述两条安全隐患，正值电站全停电检修期间，工作人员将断路器251DL置于合位，于开关站短接“线路251DL分闸2”开出继电器开出接点，断路器251DLA相立即跳闸，随后现场“三相不一致”动作，B、C相延时跳闸。此现象与分析情况一致。

5对错误接线的改正

电站投运前开展“发电机组并网安全性评价”时，安评专家组按照《线路保护及辅助装置标准化设计规范》第8.1.1条“三相不一致保护功能应由断路器本体机构实现”和《四川发电机组并网安全性评价标准》相关内容，要求该断路器251DL采用断路器本体三相不一致保护，本体两组三相不一致跳闸保护对应两组跳闸线圈，日常运行时三相不一致只需投入启动第二组跳闸线圈保护压板即可。

结合《国家电网公司十八项电网重大反事故措施》等相关要求，第二跳闸线圈接入保护跳闸、三相不一致跳闸。经研究决定，对该回路作以下改正：保留其继电保护动作跳闸回路和三相不一致跳闸回路，拆除其经远方监控路径仅与A相跳闸线圈相连的跳闸回路，改动后见图四。

图四：改动后的第二组跳闸回路

6 暴露的问题

    一是图纸设计不完善。图纸设计单位，没有严格落实相关规程规范要求。

二是现场施工安装和调试管理不到位。现场施工安装和调试期间没有发现问题，没有对其跳闸回路进行试验和验证。

三是电站运行管理方没有认真熟悉思考图纸，在线路运行后多年未及时发现此隐患，相关人员对设备的原理认知和日常维护管理不足。

7  结束语

安全生产是企业发展永恒的主题，是企业效益的根本体现。结合本次隐患分析处理，做以下总结：

一是作为运行管理人员要加强电气二次图纸分析和熟悉，弄清设备图纸和实际状态一致，以便及早发现和消除设备隐患。

二是作为设备管理人员要加强设备的日常定期检查、维护、试验工作，要经常总结和举一反三，做好防范措施和事故预案，避免各类事故发生。

参考文献：

1.Q/GDW 161-2007《线路保护及辅助装置标准化设计规范》

2.DL/T587-2007 《微机继电保护装置运行管理规程》 

3.《四川发电机组并网安全性评价标准》（第三版）

4.《国家电网公司十八项电网重大反事故措施》(修订版)-2018版