断路器控制回路优化方案的实践与思考

【前言】断路器控制回路优化方案的实践与思考由文秘帮小编整理而成，但愿对你的学习工作带来帮助。如图1所示：断路器合闸：监控远方合闸LCUH接点闭合，或者现地操作把手KK转向合闸方式，KK把手①②节点导通，或者重合闸继电器2ZJ动作，其5、3接点导通，且1LP在投入位置，经S5常闭接点1、2，S4的1、3接点，防跳继电器K1的常闭接点4、3，断路器辅助接点S1的常闭接点50...

摘 要：本文分析了紧水滩电站10.5kV线路断路器控制回路存在的问题，采取相应对策，优化回路，消除了问题，新增防跳回路监视功能，提高了设备的可靠性。

关键词：控制回路；存在问题；回路优化

中图分类号：TM56 文献标识码：A

断路器控制回路主要是实现断路器分、合闸、保护动作出口跳闸、重合闸、防止断路器跳跃等功能，一旦断路器控制回路出现异常，会导致断路器错误动作或者拒绝动作，将对电力系统的安全稳定运行造成严重影响。紧水滩电站10.5kV线路断路器采用组合断路器柜模式，柜内空间狭小，电磁型继电器经常损坏，不利于检修维护，通过控制回路优化，解决以上问题。

1 原断路器控制回路工作原理

如图1所示：断路器合闸：监控远方合闸LCUH接点闭合，或者现地操作把手KK转向合闸方式，KK把手①②节点导通，或者重合闸继电器2ZJ动作，其5、3接点导通，且1LP在投入位置，经S5常闭接点1、2，S4的1、3接点，防跳继电器K1的常闭接点4、3，断路器辅助接点S1的常闭接点50、51，导通合闸线圈Y1，断路器合闸成功。此后，断路器辅助接点S1的常开接点20、21导通，防跳继电器K1动作，其常闭接点4、3断开合闸回路，并通过其常开接点6、7进行自保持，最终实现防跳跃功能。此时，断路器辅助接点S1的常开接点6、6’导通，合闸位置继电器HWJ动作，发送断路器处于合闸位置信号，并监视跳闸回路是否完好。断路器辅助接点S1的常开接点44、45导通，合闸指示灯HR显示红色灯亮，可以现场确认断路器处于合闸状态。

断路器跳闸：监控远方跳闸LCUF接点闭合，或者现地操作把手KK转向跳闸方式，KK把手③④节点导通，或者保护出口继电器1ZJ动作，其5、3接点导通，且2LP在投入位置，经断路器辅助接点S1的常闭接点6、6’，导通分闸线圈Y2，断路器跳闸成功。此后，断路器辅助接点S1的常闭接点33、32导通，跳闸位置继电器TWJ动作，发送断路器处于分闸位置信号，并监视合闸回路是否完好。断路器辅助接点S1的常闭接点56、57导通，跳闸指示灯HG显示绿色灯亮，可以现场确认断路器处于分闸状态。

2 存在问题

问题一：正常运行情况下，处于常励磁状态的电磁型继电器，易造成继电器线圈过热损坏。同时，在封闭环境下继电器散热较差，也容易损坏。

问题二：断路器组合柜内设备众多，除了HWJ、TWJ、1ZJ、2ZJ四个电磁型继电器外，还装有空气开关、电度表及变送器等设备，造成空间狭小，继电器装拆困难，缺陷处理需要停电时间较长，影响供电可靠性。

3 对策分析

鉴于当前存在的问题，准备利用SEL保护内部逻辑及开入、开出口替代四个电磁型继电器的功能，并从以下三个方面具体分析替代的可行性。

3.1硬件配置分析

SEL保护是一种集保护、监视、控制和故障定位于一体的保护装置，它含有多个光耦隔离开入口和保护开出口，开入口和开出口的1、0状态正好与继电器动作、返回状态相一致。通过逻辑方程，可对开入、开出和时间控制元件进行编程，实现各种继电器功能。

3.2参数分析

根据《继电保护和电网安全自动装置检验规程》规定，直流继电器的动作电压不应超过额定电压的70%，其下限也不宜低于50%额定电压。实测发现，开入口动作范围满足要求。跳、合闸线圈动作电流大于1.5A，开入口替代HWJ、TWJ继电器后，回路电流小于10mA，不会影响跳闸与合闸回路正常功能。重动继电器1ZJ、2ZJ主要用于增加接点容量和接点数量，SEL保护现有的开出口满足容量和数量的要求。

3.3逻辑功能分析

采用TWJ和HWJ的常闭辅助节点串联实现控制回路报警功能，可以通过保护逻辑方程来实现。

4方案设计

4.1控制回路设计

新设计回路原理说明如图2所示：断路器合闸：监控远方合闸LCUH接点闭合，或者现地操作把手KK转向合闸方式，KK把手①②节点导通，或者开出口OUT103导通，且1LP在投入位置，经S5常闭接点1、2，S4的1、3接点，防跳继电器K1的常闭接点4、3，断路器辅助接点S1的常闭接点50、51，导通合闸线圈Y1，断路器合闸成功。此后，断路器辅助接点S1的常开接点20、21导通，防跳继电器K1动作，其常闭接点4、3断开合闸回路，并通过其常开接点6、7进行自保持，最终实现防跳跃功能。此时，断路器辅助接点S1的常开接点6、6’导通，开入口IN103导通，发送断路器处于合闸位置信号，并监视跳闸回路是否完好。断路器辅助接点S1的常开接点44、45导通，合闸指示灯HR显示红色灯亮，可以现场确认断路器处于合闸状态。

断路器跳闸：监控远方跳闸LCUF接点闭合，或者现地操作把手KK转向跳闸方式，KK把手③④节点导通，或者开出口OUT104导通，且2LP在投入位置，经断路器辅助接点S1的常闭接点6、6’，导通分闸线圈Y2，断路器跳闸成功。此后，断路器辅助接点S1的常闭接点33、32导通，开入口IN102导通，发送断路器处于分闸位置信号，并监视合闸回路是否完好。断路器辅助接点S1的常闭接点56、57导通，跳闸指示灯HG显示绿色灯亮，可以现场确认断路器处于分闸状态。

新增防跳回路监视功能：当断路器处于合闸状态，S5常闭接点1、2，S4的1、3接点，断路器辅助接点S1的常开接点20、21闭合，开入口IN101导通，起到防跳回路监视作用。

4.2逻辑方程设计

（1）保护跳闸逻辑方程

TR=SV2T * 50P2 + SV6T * 50P6

（2）保护元件整定值

50P1P=100.00

50P2P=2.70

50P3P=OFF

50P4P=OFF

50P5P=OFF

50P6P=8.10

（3）保护时间元件

SV1 =50P1

SV2 =50P2

SV6 =！IN103

（4）控制回路断线逻辑方程

OUT107 =！IN102 * ！IN103 + ！IN101 * IN103

此逻辑方程还能实现防跳回路监视功能

（5）开出口逻辑方程

OUT103 =CLOSE （重合闸动作）

OUT104 =TRIP （保护跳闸）

OUT105 =TRIP

OUT106 =CLOSE

（6）保护事件记录逻辑方程

ER =SV1T + SV2T + SV3T + SV4T + SV5T + SV6T * 50P6 + CLOSE

FAULT =50P1 + 50P2 + 50P3 + 50P4 + 50P5 + 50P6

5效果检查

施工结束后，对保护各逻辑进行试验，并对操作回路的跳合闸、防跳等功能进行全面的试验，试验结果满足要求。断路器组合柜内取消了4个继电器后空旷了不少，运行操作更加便捷，检修人员也免去了继电器维修更换的繁琐工作，达到了预期的目标，还实现了断路器控制回路的防跳回路监视功能，这进一步提高了设备运行的可靠性。

结语

通过10.5kV断路器控制回路的优化改造，减轻了工作人员的工作量，降低了设备的维护费用，并实现了断路器控制回路的防跳回路监视功能，全面提高了操作回路可靠性。优化改造后，10.5kV断路器运行稳定，未发现异常情况。今后，将在紧水滩、石塘电站推广使用。

参考文献

[1] GB50062-92，继电保护和自动装置设计规范[S].

[2] DLT995-2006，继电保护和电网安全自动装置检验规程[S].

[3]SEL―351保护使用手册[Z].