关于合闸、跳闸位置继电器的配合分析
配电系统中,合理分析保护设备的配合问题是实现配电系统最佳保护和最优连续供电的基本保证。本⽂着重讨论了跳闸、合闸位置继电器在信号回路中的配合问题,提出了对它们运⾏中配合不恰当的解决措施。
配电系统设计的主要任务是使所设计的系统尽可能在最短的时间内消除故障,同时维持⾼度的供电连续性,尽可能地限制断电的范围。最佳保护和最优供电连续性的⽬标,应由正确选择和调整保护设备来最⼤限度地实现。为了正确地选择和调整保护设备,必须进⾏保护设备配合分析的研究。
配电系统中的跳闸位置继电器、合闸位置继电器的动作应具有较⼤的选择性。以往由于保护电器的性能不完善,在低压配电系统中要作到最佳配合确有困难的。⽬前,低压电器发展较快,熔断器、断路器的更新换代产品的性能特性⼰有很⼤的改善,对实现低压配电系统中保护电器的最佳配合提供了基础保证。鉴于继电保护配合分析问题的复杂性,本⽂只讨论位置继电器之间的级间配合问题。
断路器位置信号回路保护电器配合分析
1断路器位置信号回路分析
在电⼒系统断路器的⼆次回路上,如果使⽤带灯控制开关,那么其断路器位置信号回路常以图1所⽰的传
统接线出现。在这种接线⽅式下,⼯程技术⼈员常会遇到跳闸位置继电器(TWJ)、合闸位置继电器(HWJ)动作配合不好的问题,所谓这两个继电器的配合就是指当断路器跳开时,TWJ线圈加压继电器动作,同时,HWJ线圈失压继电器返回,当断路器闭合时,TWJ线圈失压返回,⽽HWJ线圈加压动作,这⾥注重的就是它们动作的⼀致性,强调动作、返回的瞬时性。
在实际⼯作中,由于开关辅助触点有偏差或继电器本⾝质量问题等种种原因,往往保证不了它们动作的⼀致性和瞬时性。在上述接线回路中,这种不⼀致将会引起严重的后果,导致在正常跳、合断路器的操作过程中,烧坏位置继电器触点。
图1 断路器位置信号回路的传统接线⽅式
2 回路保护电器配合分析
当控制开关KK处于合闸位置时,接点13、16、20、17同时通,合闸前的状态是TWJ触点闭合,HWJ触点断开,保持合闸位置,触发合闸脉冲,使得断路器闭合,则TWJ触点断开、HWJ触点闭合。如果HWJ触点闭合、TWJ触点断开同时进⾏,或HWJ触点闭合慢于TWJ触点断开,将不会有不良影响。
但如果HWJ触点闭合快于TWJ触点断开,则闪光回路被接通,由100-13、16-TWJ-HWJ-20、17-707和控制室内中所有信号灯并联构成回路。此时,可以看到控制室内所有的信号灯瞬时闪亮,通常⽤信号灯转换开关来试验控制室内所有的信号灯是否完好,⽤数对接点来接通断开回路,⽽现在该回路将由TWJ触点断开。由于电流相对较⼤,TWJ在断开时,继电器触点由于容量不⾜⽽拉弧烧坏。
同样的道理,当控制开关KK处于跳闸位置时,接点14、15,18、19同时通,跳闸前的状态是TWJ触点断开,HWJ触点闭合,保持跳闸位置,发跳闸脉冲,使得断路器跳闸,则TWJ触点闭合、HWJ触点断开。如果HWJ触点闭合、TWJ触点断开同时进⾏,或TWJ触点闭合慢于HWJ触点断开,也不会有不良影响。
但如果TWJ触点闭合快于HWJ触点断开,由100-18、19-HWJ-TWJ-14、15-707和系统中所有信号灯
并联构成回路。此时,同样可以看到控制室内所有的信号灯瞬时闪亮,⽽该回路将由HWJ继电器触点断开,由于电流相对较⼤,HWJ在断开时,继电器触点由于容量不⾜⽽拉弧烧坏。
问题分析与解决措施
1位置继电器动作错误分析
当断路器在合闸位置时,如果跳闸位置继电器线圈电阻以及线圈附加电阻与位置继电器的线圈电阻不匹配,位置继电器线圈的分压满⾜其⾃保持电压的话,将会使位置继电器在合闸位置⼀直错误地⾃保持动作,⽽且此时继电器也是得电的,从⽽使断路器在正常的合闸位置出现保护装置合位继电器与位置继电器同时得电,位置继电器始终在⾃保持动作状态的错误现象。
当断路器合闸回路有接点粘死现象,位置继电器动作启动合闸总闭锁继电器断开合闸回路,此时设备已经处于⾮健康运⾏状态。在没有接⼊继电器常闭接点的情况下,跳闸位置信号⾄负电的回路依然沟通,分闸位置信号灯将得电,光字牌也不会有异常信号发出。如果此时运⾏⼈员进⾏⼿合断路器的操作,将是⽆法成功的,因为继电器已经动作,合闸回路已断开。
2问题的解决措施
为了解决这⼀问题,串⼊继电器常闭接点,这样在继电器动作时,其常闭接点断开跳闸位置信号9的回
路,分闸位置信号灯将失电,控制室有控制回路断线信号发出,同时红绿信号灯也将熄灭,便于运⾏⼈员及时发现设备问题。为避免烧坏继电器触点,在易烧伤触点两端并联⼀电容,具体选型可根据现场实际情况⽽定,利⽤电容电压不能突变的原理,减⼩电弧,保护继电器触点。
对新建的综合⾃动化变电站来说,由于取消了控制屏,不再采⽤传统的光字牌、信号灯,⽽是采⽤后台集中监控的⽅式,如果继电器动作,则断路器处于分闸位置,同时断开合闸回路,同样也有“控制回路断线”的信号传⾄后台提醒值班运⾏⼈员注意。
对于传统监控变电站来说,信号数量往往受到光字牌数⽬的限制⽽有所取舍,但对于综合⾃动化变电站来说,完全可以⼤幅增加后台信息量,所以建议⼚家可以在设计时增加防跳动作的空接点,这样在设计综合⾃动化变电站时,如果信号接点有富裕,可以单独发出“防跳动作”信号传⾄后台,即时准确地提醒运⾏值班⼈员,从⽽提⾼电⽹安全运⾏⽔平。
结束语
由以上不难看出,只要TWJ、HWJ配合不好,均有烧伤继电器触点的可能。针对这种弊端,采⽤继电器串接常闭接点和在易烧伤触点两端并联电容的⽅法,烧坏继电器触点,减⼩了电弧,保护继电器触点,效果显著。
带灯
(摘编⾃《电⽓技术》,原⽂标题为“关于合闸、跳闸位置继电器的配合分析”,作者为郑云锋、周洪全、张建华。)