断路器控制回路异常分析及处理

断路器控制回路异常分析及处理

童航曾维炎费利定

浙江省送变电工程有限公司浙江杭州310016

摘要：断路器是电力系统中的重要设备之一，由于各种原因引起运行中断路器发生非故障性误跳闸事件时有发生。因此，防止断路器误动非常重要，目前，多是从管理角度加强防范，如加强巡视和维护工作等。本文提出断路器控制回路优化方法，以解决断路器误动问题。

关键词：断路器控制；回路异常；处理

1断路器控制回路异常情况分析

1.1断路器操作电源监视问题

在断路器机构的电路中，由于系统远方操作箱跳闸、合闸只与串联电路相关，如果该线路掉电时会产生跳闸、合闸不通问题，由于TWJ或HWJ位置继电器均不吸合，会发出控制断线信号；但由于断路器是串联形式，如果并联线路出现问题，回路依然会正常运作，保护装置不会发出任何信号。但实际上断路器控制回路的压力闭锁回路、储能控制回路、信号回路都已经失效。如果进行合闸操作，合闸弹簧又没有储能，导致继电器无法与并联电路吸合，电路器也无法获取机构未储能信号，断路器合闸回路无法闭锁，合闸后回路通过操作箱HBJ与合闸回路保持导通状态，最终导致合闸线圈无法断电产生烧毁问题。如果断路器压力降低，同样不会发信和闭锁操作，导致断路器状态失控，可能出现断路器气压异常造成断路器跳闸、合闸，埋下安全隐患。

1.2储能控制与闭锁回路问题

储能闭锁回路和储能信号都取自与继电器的常开、常闭，继电器只能在未储能时动作，已储能时不动作。但继电器不动作，不能够说明储能装置或该回路没有问题，如果继电器线圈损坏、断路器电源掉电、SP接电损坏，同样会导致继电器不动作，从而导致断路器在合闸后无法储能，并且不能被发现，闭锁回路失效，在下一次合闸时很容易造成线圈烧毁。

1.3正常停电检修操作所引起的控制回路断线

当操作电源整体未出现闭合现象时，各个线圈均不会出现带电现象，此时常见的闭合节点也会处于闭合状态，并将控制回路断线警告发出。当储能电源存在空开未闭合状态时，很容易引起储能电源失电现象，此时的开关控制回路与相关节点处于串联状态，而且并未闭合，开关在未储能断开状态下形成回路负电，并引发控制线路出现报警问题。另外，在控制回路之中，由于航空插头经常会出现接触不良情况，再加上该插头经常需要被拔出来，很容易引发控制回路出现断线警报情况。另外，在开关运行或者检验过程中，很容易出现检验位置不到位情况，此时闭合锁中的电磁铁并不会出现带电情况，从而导致合闸回路出现断开问题。

2断路器控制回路缺陷的处理方法

通过对上述断路器控制回路系统进行分析，我们必须要通过更加合理的系统排列形式保障断路器控制回路的有效性，避免产生部分回路或元器件故障无信号问题。

2.1加强机构箱电源能回路监视

为了能够保障机构箱电源的安全性，我们在机构箱控制回路电源末端安装了继电器来监视电源回路，如果机构箱电源出现异常问题，会向控制室发送掉电信号，让技术人员能够快速到达现场解决问题。

2.2开关在合闸位置产生的控制回路断线处理

当断路器处于合闸状态时，控制回路中分闸回路的组成成分包括+KW——HWJ——操作机构箱——KM，如图1所示，其中的137点代表负电荷，这也证明了HWJ带电，此时的常闭节点会处于断开状态。在此种形式之下，如果控制回路中出现了断线信号情况，人们便可以对137位置处的电位进行详细测量，假设测量结果为负电位，说明回路在工作过程中无法实现导通，其中的问题可能是HWJ故障。如果测试的电位结果为正，则证明后续回路出现了无法导通状态，将具体故障检测范围缩小。另外，如果102点为正电位，则证明回路时刻处于导通状态，相关故障也并没有向102点位发展。如果102点位处的电位为负，则说明具体的故障处在机构操作箱之中。此时，为了方便后续研究工作的进行，需要对断路器控制回路中的机构箱进行检查，看是否存在电缆线松动情况，之后对各个辅助节点进行勘察，对最终的故障点进行判断。另外，由于断路器的生产厂家较多，如果具体到断路器的机构箱内部，可以根据说明书内容进行操作。

图1装置操作回路图

2.3合闸弹簧故障处理

当合闸弹簧的储能情况结束后，弹簧中的限位开关应该始终处于断开状态，如果继电器和交流接触器同时出现失电现象，此时交流接触器将始终不能闭合，各类电机更无法实现正常运转。在非正常操作的情况下，合闸弹簧储能结束后，限位开关将无法正常实现闭合操作，但其他辅助闭合回路也会处于闭合状态，最终导致合闸回路无法正常导通。其次，由于交流接触器始终处于开机状态，则此时的触点也无法实现导通，最终引发对电机回路进行断开操作。另外，由于合闸回路和分闸回路均不能处于导通状态，根据断路器控制回路保护原理，监控后台将会发出报警信号，如果在弹簧储能20s之后，电机将会完成相应的触点动作，促使整个断路器的整定时间限制在20s之内，避免很多异常情况的发生。

3实例

某110kV变电站由于扩建需要，在全站停电施工完毕恢复送电时发现，某110kV断路器无法正常电动储能。经现场检查，该断路器储能电机电源（AC220V）异常，断路器控制电源（DC220V）正常，电机超时保护继电器动作，电机控制回路断线。断开断路器控制电源后，电机延时保护继电器动作复归，电机控制回路正常。初步判断断路器储能控制回路存在故障。

导致该断路器在全站停电后恢复送电时无法储能的原因为：当天全站停电，站内无交流电源，恢复送电合上断路器，电机无储能电源无法储能，KM接触器一直带电。100s后，电机超时保护继电器KT动作，KT常开触点闭合，KS继电器带电，KS常闭断开储能回路。由于电机保护回路带有自保持功能，KS继电器一直带电闭锁电机储能回路，因此，恢复送电后电机依然无法正常储能。

针对上述断路器储能控制回路故障，可以通过对原有储能控制回路进行改造，解决无法储能的问题。改造方案是：将储能控制回路和储能电机回路全部改用交流220V电源。当交流电恢复后，电机会正常储能，不会出现电机超时保护闭锁。它能有效地避免全站停电后恢复送电时断路器无法正常储能的问题。该改造方案具有以下优点。（1）能解决由于交流电源缺失导致电机保护闭锁储能回路的问题。（2）将储能回路与断路器控制回路完全隔离开，避免储能回路故障引起断路器控制回路故障。

4结束语

综上所述，断路器控制回路的安全与否，决定着电力系统整体的运行情况。因此，在断路器控制回路运行过程中，应该安装一些保护装置和机构防跳闸措施，避免回路导通出现严重问题。相关继电器保护人员也要提升验收工作的严谨程度，促使防跳回路平稳运行，能为整个回路的运行提供基础条件。

参考文献：

[1]张宝坤，何玉磊.断路器控制回路缺陷引起的事故分析及改进方案[J].电力安全技术，2011（11）：30-32.

[2]莫海鸿.基于变电运行的断路器弹簧储能机构异常分析[J].机电信息，2017（03）：49+51.