ALSTOM高压断路器非全相二次控制回路分析

【摘要】介绍苏州AREVA公司500kV断路器（ALSTOM SF6断路器）非全相二次控制回路的特点，通过对ALSTOM高压断路器与电网中其他应用较广的500kV高压断路器非全相二次控制回路进行比较，结合500kV艾塘变工程验收中存在的问题，对ALSTOM断路器非全相保护回路进行深入分析，发现ALSTOM断路器本体设计存在部分问题，提出了比较完善的改进方法。

【关键词】ALSTOM SF6断路器；二次控制回路；存在问题；改进方法

引言

近些年来，苏州AREVA公司的GL系列SF6断路器在电网中得到了广泛的使用，尤其江苏电网，其中GL317型500kVSF6断路器使用较多。500kV艾塘变电站于2012年7月竣工投产，该变电站的500kV高压断路器均采用了ALSTOM公司 GL317系列SF6断路器，在整个工程验收运行准备过程中，通过对ALSTOM断路器内部二次控制回路的学习研究，并与电网中其他应用较广的断路器二次回路进行比较，发现ALSTOM断路器非全相保护回路不满足相关规定和国网公司反措要求，针对这个问题经过综合比较分析并提出了改进措施。

1、ALSTOM断路器非全相二次控制回路特点

ALSTOM断路器本体二次控制回路主要包括合闸回路、两路分闸回路、防跳回路、两路SF6压力闭锁回路、非全相动作回路、断路器信号回路、电机回路等几部分。其中合闸回路、第一组分闸回路、第一路SF6压力闭锁回路、非全相回路取第一组操作电源，第二组分闸回路、第二路SF6压力闭锁回路取第二组操作电源；另外ALSTOM断路器本体二次控制回路除电机回路采用交流供电外，其余均为直流回路。

1.1非全相二次回路。在非全相动作回路设计上，ALSTOM断路器本体只配置了一套取用第一组操作电源的非全相保护启动回路，而且该回路中的非全相继电器延时接点只接通第一路跳闸启动回路，作用于第一组跳圈。当运行中的断路器发生非全相运行，图二中的断路器辅助接点S01三相不一致，使非全相时间继电器K07带电励磁，经整定延时第一路跳闸启动回路中K07的延时接点1-3动作闭合，启动第一路分闸启动继电器K02，第一路分闸回路K02的接点13-14接通，作用于断路器第一组分闸线圈Y02动作跳闸，而第二路分闸回路中未引入非全相继电器接点。本体非全相保护回路如图1所示（红色部分）ABB和西门子断路器本体非全相保护回路与ALSTOM断路器不同，ABB、西门子断路器本体非全相保护回路设计中均是采用了由非全相继电器延时接点再去启动两个非全相保护动作继电器，分别接通两路分闸回路，作用于两个跳圈跳开断路器。

2、存在问题和改进措施

2.1非全相继电器只启动第一路分闸回路。ALSTOM断路器非全相启动回路接的是第一路分闸回路电源，且其延时动作接点只接入第一路分闸启动回路，即只作用于第一组跳圈。当第一路分闸回路电源失去时，断路器将非全相运行无法动作跳闸；ALSTOM断路器本体第二路分闸启动回路中无非全相延时接点，当第一路分闸启动回路中的非全相延时接点接触不良或损坏，断路器也将无法动作跳闸只能保持非全相运行。另外根据《继电保护和安全自动装置技术规程》中规定220kV及以上电气设备保护采用双重化配置，包括出口跳闸回路双重化，以提高保护动作可靠性。《江苏省电力公司十八项电网重大反事故措施实施细则》中规定断路器三相位置不一致保护功能应由断路器本体机构实现。由于出口跳闸回路因受断路器操作机构二次控制回路设计的限制未能完全实现双重化配置，因此对ALSTOM断路器本体的非全相保护回路进行双重化改造，是实现完整“保护双重化”的重要措施。

针对以上问题，结合ABB、西门子断路器本体非全相保护回路的设计，从技术上提高ALSTOM断路器非全相保护动作的可靠性，可通过增加一个非全相动作继电器K17，作用于第二组跳闸回路来实现双重化配置。如图2所示，可从断路器备用辅助接点中各取3相常开、3相常闭接点，采用并串接线后，接入第二路跳闸回路电源，去启动新增的第二个非全相时间继电器K17，将K17的延时接点接入第二路跳闸启动回路，从而作用于第二组跳闸回路。这个新增的非全相回路与原非全相时间继电器K07构成的回路共同形成ALSTOM断路器新的非全相保护，可实现完整的“非全相保护双重化”配置。另外，考虑到ALSTOM断路器本体有检修工作或ALSTOM断路器本体非全相回路上有工作需要退出ALSTOM断路器本体非全相保护，特在两组非全相回路中增加了两块投退压板LP1、LP2，以方便现场运维人员投退非全相保护和做相关安措时的操作。更改后的ALSTOM断路器非全相保护回路如图2所示（粉色部分）该方案只在ALSTOM断路器原集中控制箱中新增一个时间继电器，两块投退压板，利用原有空间，对原集中控制箱布局不做其他改变。更改后的集中控制箱布局见图3所示（虚线框部分为新增非全相时间继电器K17和两块投退压板LP1、LP2）。

结论

高压断路器的生产厂家很多，其操作机构和二次控制回路也是多种多样，各有特点，在一些回路的设计上差别很大。本文通过对ALSTOM断路器二次控制回路的深入分析，发现其断路器非全相保护回路不满足生产现场要求，在不改变断路器本体结构的情况下，进行了简单易行的改进方法，只在原断路器本体结构箱内增加一个非全相动作继电器，便可实现完整的“非全相保护双重化配置”，提高了电网安全稳定运行水平；同时，为方便断路器检修工作时运维人员的操作，增加了两块投退压板，提高了运维操作人员的工作效率和工作安全可靠性。

参考文献

[1]国家电网《输变电工程典型设计》：500kV变电站二次系统部分.北京：中国电力出版社，2008.

[2]国家电网〔2012〕《国家电网公司十八项电网重大反事故措施》.

[3]苏州AREVA公司ALSTOM GL317型断路器二次原理接线图.

[4]西门子（杭州）高压开关有限公司3AP系列SF6断路器二次原理接线图.

作者简介

张成（1964―）男，江苏连云港，工程师，长期从事变电运行管理等工作。