霍扎水電站GIS斷路器跳閘回路監(jiān)視存在的問題及改進

郜曉輝

霍扎水電站GIS斷路器跳閘回路監(jiān)視存在的問題及改進

郜曉輝

（邯鄲市水利水電勘測設(shè)計研究院，河北邯鄲056001）

在秘魯霍扎（Huanza）水電站建設(shè)過程中，對于220kVGIS斷路器跳閘回路監(jiān)視，業(yè)主要求在斷路器處于分閘狀態(tài)時，仍能得到監(jiān)視。針對業(yè)主提出的要求，分析了跳閘回路監(jiān)視功能在不同工況下的工作原理，提出了將跳閘回路監(jiān)視電路中斷路器輔助開關(guān)常開接點與跳閘線圈互換位置，并在兩者之間另接常閉接點用于分閘狀態(tài)跳閘回路監(jiān)視的改進措施；滿足了業(yè)主的要求，取得了較好的效果。圖3幅。

水電站；GIS；斷路器；分閘狀態(tài)；跳閘回路監(jiān)視

1 概 述

2 常用的跳閘回路監(jiān)視原理

霍扎水電站地處南美洲的秘魯，是由國內(nèi)某公司總承包、我院作為設(shè)計分包的機電設(shè)備EPC項目，項目設(shè)計工作開始于2009年12月。

霍扎水電站工程位于秘魯首都利馬以東約130km處，為引水式水電站。電站裝機容量2× 47.88MW，機端電壓13.8kV，年利用小時數(shù)3837h，設(shè)計多年平均發(fā)電量3.674×108kW?h。發(fā)電機與主變壓器采用擴大單元接線，發(fā)電機出口設(shè)斷路器；升高電壓220kV側(cè)采用雙母線接線，出線兩回。220kV高壓設(shè)備采用ZF11—252型戶外封閉式組合電氣（GIS）。

在常規(guī)保護中，采用合閘位置繼電器（HWJ）常閉接點與斷路器常開接點串聯(lián)的方式構(gòu)成跳閘回路斷線監(jiān)視（見圖1）。當(dāng)斷路器處于合閘狀態(tài)時，斷路器的輔助常開接點（DL）閉合，若跳閘線圈完好，則HWJ中間繼電器勵磁，其常閉接點打開，“跳閘回路斷線”回路不通；若跳閘線圈斷線，則HWJ中間繼電器無法勵磁，HWJ的常閉接點閉合，“跳閘回路斷線”回路接通，發(fā)跳閘回路斷線信號［1］。

圖1 常用的跳閘回路監(jiān)視原理

當(dāng)斷路器處于分閘狀態(tài)時，斷路器的常開接點（DL）斷開，不論跳閘線圈是否完好，F(xiàn)M→DL→HWJ→KDM都形成不了通道，“跳閘回路斷線”回路始終不通?？梢?，傳統(tǒng)的跳閘回路斷線監(jiān)視原理只在斷路器處于合閘狀態(tài)時才能對跳閘回路進行監(jiān)視，在斷路器處于跳閘狀態(tài)時，則不能起到監(jiān)視作用，不滿足外方的要求。

3 送審的跳閘回路監(jiān)視原理

霍扎水電站工程220kV高壓開關(guān)設(shè)備采用國內(nèi)某高壓開關(guān)廠生產(chǎn)的戶外GIS（封閉式組合電器）。GIS主變進線間隔、母線聯(lián)絡(luò)間隔及2個出線間隔分別裝設(shè)斷路器，斷路器采用ABB生產(chǎn)的HMB—4型彈簧儲能液壓操作機構(gòu)，分相操作。在生產(chǎn)廠家提交送審的斷路器控制原理圖中，斷路器跳閘回路監(jiān)視電路如下所示（以A相為例）（見圖2）。

圖2 送審的跳閘回路監(jiān)視原理

該電路只在斷路器處于合閘狀態(tài)時，對跳閘回路進行監(jiān)視。當(dāng)斷路器合上后，QF1A（斷路器輔助開關(guān)常開接點）閉合，如果分閘線圈正常，則回路接通，X2∶28→YT1A→QF1A→K7→K6→L－形成通道。該通道通過二次電纜與保護裝置中的HWJ串聯(lián)，使裝置中的HWJ中間繼電器勵磁，其常閉接點打開，裝置不發(fā)信號。如果分閘線圈故障，則回路不通，保護裝置中的HWJ中間繼電器不勵磁，HWJ的常閉接點閉合，裝置發(fā)“控制回路斷線”信號。回路中K6為斷路器氣室低氣壓閉鎖，K7為斷路器操作機構(gòu)低油壓閉鎖。在斷路器處于分閘狀態(tài)時，則起不到監(jiān)視作用。

4 問題的提出及影響

由于220kV目前是秘魯電網(wǎng)最高電壓，且霍扎水電站2條出線分別接入距離利馬不遠的2座220kV中心變電站，所以該電站220kV設(shè)備在秘魯電網(wǎng)屬非常重要等級，對其運行安全性要求高。上述提供的斷路器跳閘回路監(jiān)視在斷路器處于分閘狀態(tài)時，跳閘線圈沒有得到監(jiān)視。假設(shè)斷路器長時間處于分閘狀態(tài)，而跳閘回路又有故障，由于回路沒有監(jiān)視沒能及時發(fā)現(xiàn)，當(dāng)斷路器合閘且恰巧合到故障上時，就無法跳閘，只能由斷路器失靈保護動作，造成停電范圍擴大。所以，秘魯國家電網(wǎng)和項目業(yè)主都要求220kVGIS斷路器處于分閘狀態(tài)時，跳閘回路仍能得到監(jiān)視，以便及時發(fā)現(xiàn)分閘線圈存在的故障并修復(fù)。

5 改進措施

針對秘魯國家電網(wǎng)和業(yè)主提出的要求，認真分析了生產(chǎn)廠家送審的斷路器控制原理圖和控制回路接線圖，提出了如下改進措施：

將圖2跳閘回路監(jiān)視電路中的斷路器輔助開關(guān)常開接點（QF1A）與分閘線圈（YT1A）互換位置，并在兩者之間另接斷路器輔助開關(guān)常閉接點（QF2A），用于斷路器處于分閘狀態(tài)時跳閘回路的監(jiān)視（見圖3）。

圖3 改進后的跳閘回路監(jiān)視原理

當(dāng)斷路器處于合閘狀態(tài)時，其監(jiān)視回路信號通道同圖1。

當(dāng)斷路器處于分閘狀態(tài)時，QF1A（斷路器輔助開關(guān)常開接點）斷開，QF2A（斷路器輔助開關(guān)常閉接點）閉合。如果分閘線圈正常，則X2∶18→QF2A→YT1A→K7→K6→L－形成通道，使保護裝置中的HWJ中間繼電器勵磁，其常閉接點打開，裝置不發(fā)信號。如果分閘線圈故障，則回路不通，保護裝置中的HWJ中間繼電器不勵磁，HWJ的常閉接點閉合，裝置發(fā)“控制回路斷線”信號。

由于問題提出時設(shè)備已經(jīng)發(fā)運到現(xiàn)場，需要廠家技術(shù)人員在現(xiàn)場修改斷路器控制回路接線。所以，就該改進措施與生產(chǎn)廠家技術(shù)人員進行了溝通，廠家確認其斷路器控制回路接線可以按此方法進行更改，且改進措施接線簡單，便于技術(shù)人員現(xiàn)場實際操作，同意按此修改。

6 結(jié) 論

改進措施通過了業(yè)主工程師的審查，技術(shù)人員按改進后的圖紙在現(xiàn)場對設(shè)備接線進行了修改，解決了斷路器跳閘回路監(jiān)視存在的問題，實現(xiàn)了對跳閘回路的實時監(jiān)視，避免了出現(xiàn)故障時斷路器拒動而造成事故擴大的情況。目前該項目已投入運行，經(jīng)實踐檢驗，改進后的斷路器跳閘回路監(jiān)視電路完全滿足外方的要求。

［1］ 李建光，馮文帥．微機保護裝置跳閘回路監(jiān)視存在的問題及改進措施［J］．華電技術(shù)，2008，30（10）：63_65．

［2］ GB1984—2003，高壓交流斷路器［S］．

［3］ DL／T5132—2001，水力發(fā)電廠二次接線設(shè)計規(guī)范［S］．

［4］ 能源部西北電力設(shè)計院．電力工程電氣設(shè)計手冊電氣二次部分［M］．北京：水利電力出版社，1990．

責(zé)任編輯 吳 昊

2014－12－12

郜曉輝（1981－），男，工程師，主要從事水利水電工程設(shè)計工作。

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