断路器O-CO循环设计与保护的配合陈炯.docx

    断路器O-CO循环设计与保护的配合陈炯    摘要：ABB型号：550PM-63-40断路器二次部分具有O-CO循环设计，就O-CO循环设计的功能和保护配合问题进行介绍，分析单相跳闸失败跳三相产生问题的原因和解决方案Key：O-CO循环设计、单相跳闸失败跳三相一、引言断路器是指能够开断、承载和关合正常运行状态下的电流，并且能够在规定的时间之内承载异常电流，关合或开断故障状态下的电流的开关装置文献[1]介绍了断路器的灭弧相关知识，在断路器出厂时进行额定运行短路分断能力（Icn）的试验程序，实验过程为O—t—CO—t—O，即二次重合闸经过试验，断路器能完全分断、熄灭电弧，就认定它的额定运行短路分断能力合格而在实验中的t表示的就是断路器灭弧，其绝缘介质去游离过程所需要的时间，如果在断路器尚未灭弧的情况下，重合闸动作，会对一次设备造成很大的危害二、O-CO循环设计的功能O-CO循环设计为防止出现在断路器未灭弧的情况下，重合闸动作出口ABB厂家生产的型号为550PM-63-40断路器具有O-CO循环设计，增加一个延时继电器，并在合闸回路中串接一副延时常开接点，使得断路器跳闸后，延时继电器动作，0.3S后延时接点闭合，合闸回路导通，断路器才能重合闸。

在没有O-CO循环设计的断路器，可通过对保护装置定值的整定，将断路器重合闸的时间整定大于灭弧、介质去游离时间，以确保一次设备的稳定安全运行，文献[2]介绍了断路器的研究及发展三、实际案例分析3.1、事情概况500kV厂口变电站线路保护主二保护升级改造工作按照工作任务需要与对侧500kV和平变电站进行通道联调，按照作业指导书依次进行以下项目：1）两侧双通道信息及告警信息核对，两侧结论正确2）两侧通道电流采样信息及差流模拟试验，两侧结论正确3）模拟线路空充试验，两侧结论正确4）模拟弱馈功能闭锁试验，两侧结论正确5）模拟区内故障（电压低于34V）试验，本侧加量试验时，两侧保护均正确动作当对侧500kV和平变电站加故障量模拟单相接地故障时，和平变电站侧保护单相故障单跳单重，厂口变电站侧保护单相跳闸失败跳三相，断路器三相跳闸，本侧试验结果不正确3.2、现场调查概况发现此异常现象后，现场工作人员一方面重复试验，试验结果与之前相同；另一方面检查现场二次接线，并查阅线路保护说明书经查阅线路主二保护RCS-931N5V说明书，发现单相跳闸失败跳三相逻辑为：保护发出单相跳闸令后，如果在150ms内保护装置：1)未收到断路器TWJ位置2)保护采样持续有电流（I＞0.06In）两者互为“或”逻辑。

为验证实际情况，现场工作人模拟了以下试验（现场为3/2接线）：1）5851边断路器合位，模拟5852中断路器在检修位置，结果与试验项目（5）原先结果一致，本侧动作结果不正确2）5852断路器合位，模拟5851断路器在检修位置，试验结果为本侧保护单跳单重，两侧试验结论正确当发现此区别后，现场工作人员利用继电保护校验测试仪PW4661E进行主二保护RCS-931N5V保护动作时间测试，发现：边断路器5851单相TWJ开入保护装置时间较保护动作时间差为425ms；中断路器5852单相TWJ开入保护装置时间较保护动作时间差为54ms现场人员大致判断线路主二保护RCS-931N5V通道联调过程中，断路器发生单相跳闸失败跳三相现象原因可能为断路器开闸后，TWJ开入时间过长所致保护装置5851断路器TWJ开入时间为保护装置发跳闸令到断路器跳开，TWJ动作，TWJ辅助接点闭合，电位开入保护装置的时间为精确判断造成TWJ开入时间过长的原因，试验研究院试验断路器在合位时，当断路器动作发出分闸命令后，断路经固有分闸时间18ms后由合位变为分位由此判断TWJ动作时间过长与一次设备实际动作情况无关经检查5851断路器操作箱型号：南瑞继保，CZX-22G；断路器型号：ABB，550PM-63-40。

5852断路器操作箱型号：南瑞继保，CZX-22R2断路器型号：西安西开，LW13A-550/Y由于现场断路器、操作箱型号均不一样，为准确判断TWJ开入时间过长到底由什么导致现场在保护装置处调换5851TWJ开入与5852开入TWJ接线，再次模拟试验后本侧保护动作仍不正确，可以确定5851TWJ开入时间过长的原因与操作箱无关初步判断开入时间过长与断路器汇控箱或者断路器机构本体二次接线有关调查后5851操作回路如下图1，以A相为例：图1：断路器保护合闸回路图其中TWJ为跳位继电器，HJ为合闸动作节点，SHJ为手合继电器，TBUJ操作箱防跳继电器常闭接点，CS为断路器远方就地开关把手，K3为断路器防跳继电器常闭接点，SO为断路器位置辅助开关常闭辅助接点，Y1为断路器合闸线圈，SJ3为断路器O-CO循环时间继电器，设置时间不少于0.3S3.3、调查初步结论1）断路器分位后，辅助开关SO经一段时间，断路器实际处于分位，辅助触点常闭接点闭合，SJ3继电器动作，其常开延时接点经0.3S后延时闭合，断路器合闸回路经延时接通，合闸回路监视继电器TWJ动作，其后常开接点闭合TWJ开入保护装置，因此断路器跳位开入保护装置时间较过长。

通过上述分析，此TWJ开入量并不能实际反映开关实际分位时的位置，而是经过延时后的位置2）检查前两期断路器机构，西安西开电气公司生产的一期气动断路器和二期液压断路器机构断路器并没有ABB厂家生产型号：550PM-63-40断路器机构内的O-CO时间继电器3）从Reference[3][4][5]了解电网目前所使用的最常见的几种线路保护装置对跳闸失败的判据为有电流模拟量开入一定的时限，如CSC-103A保护装置、PSL-603系列等等，没有ABB厂家设计的O-CO循环设计，所以ABB型号：550PM-63-40断路器在防止断路器跳闸后立刻合闸的同时与线路保护配合无问题四、解决方案根据上述调查结果及分析，根据Reference[6][7]中的一些经典案列分析和二次回路标准，提出以下解决两种解决方案：方案一：取消断路器O-CO循环时间延时继电器启动回路，并短接控制回路中合闸回路与时间继电器相关回路，即短接SJ-3延时接点，使断路器控制回路不受SJ3继电器影响拆除SJ3继电器正电源A1或者负电源A2通过与ABB厂家沟通，该方案被ABB厂家否定，其不允许改变O-CO循环设计方案二：拆除4C1D8-4C1D9之间短接线，新加电缆51XB-106，起点为断路器操作箱所在保护屏，终点为断路器汇控柜，将7A/51XB-106接到4C1D8端子，9A/51XB-106接到11d8端子,使其跨过断O-CO循环时间继电器接点,确保断路器跳闸位置监视回路完好，能实际反映断路器分位，并保留O-CO循环设计功能。

如图2所示图2：建议更改后的合闸回路图五、总结工作现场按照方案二执行，在完成改动后，模拟区内故障试验，本侧加量试验时，两侧保护均正确动作，断路器O-CO循环设计出现的与保护之间配合问题得以解决在以后的继电保护相关工作中，必须在验收新设备时做好第一步，严格的按照验收标准验收新设备，从源头处确保所有保护功能的正确性要按规定要求严格进行图纸审查，理清设计思路，防止设计错误；二是要在图示相符的前提下，重点把好回路关，通过测量电位、接点通断等方法逐点逐支路的验证回路的正确性；三是保护装置软件升级、更换插件、更换保护装置后，必须严格的将所有改动涉及的到问题全部从新验收，以保证断路器在故障时能正确动作，保证电网安全可靠的运行Reference[1]户外高压断路器的灭弧方式，苏斌，重庆工学院学报，2008年第5期[2]高压断路器的研究与开发，魏俊梅，沈阳工业大学，2008年[3]南京南瑞RCS-931系列（V）超高压线路成套保护装置技术和使用说明书[4]北京四方CSC-103A(B)/F数字式超高压线路保护装置说明书[5]国电南自PSL603G数字式线路保护技术说明书[6]李瑞荣.电气二次回路识图与常见故障处理[M].北京：中国电力出版社，2011.3[7]《电力系统继电保护规定汇编》国家电力调度通讯中心2000.05  -全文完-。