新型分类操作继电器装置的设计方案探讨
摘 要:目前,在电力系统中,与线路保护装置配套的分相操作继电器装置均为集中式。双重化的两套主保护都要经一套操作继电器装置对断路器进行跳闸或重合闸操作。操作继电器装置成了“卡脖子”装置,影响了两套主保护的独立性和可靠性。文章提出了针对线路保护或断路器构成“分类操作继电器装置”,不但能提高保护出口的独立性和可靠性,而且组成的插件和结线也可简化。
关键词:断路器;跳闸;重合闸;线路保护装置;操作继电器装置
操作继电器装置是保护装置与断路器之间的接口装置,又是手动操作断路器的执行装置,其性能和可靠性直接影响保护装置动作及手动操作的可靠性。与线路配套的操作继电器装置,功能多、回路复杂,对其性能和可靠性要求更高。
目前国内生产的与线路保护配套的操作继电器装置均为“集中配置方式”。双重化的两套主保护及后备保护都要通过共用的一套操作继电器装置进行跳闸和重合闸。操作继电器装置成了“卡脖子”装置,降低了各保护装置的独立性,也使停运调试保护很不方便。另外,手动操作回路、断路器的位置、操作闭锁回路以及交流电压切换回路等,都集中在一套操作继电器装置中,回路复杂,而且使用灵活性差。为了改进操作继电器装置的性能,避免上述缺点,因而提出了新型的“分类操作继电器装置”的设计方案。
1 新型分类操作继电器装置的插件配置原则
为了能构成针对操作对象的各种不同类型的操作继电器装置,如保护操作继电装置、断路器操作继电器装置和综合型操作继电器装置等,以供选用。新型分类操作继电器装置按与保护或与断路器配套配置插件。在各种操作继电器装置中,再按功能配置插件。这样,可提高操作继电器装置的灵活性和独立性。
2 新型分类操作继电器装置插件的具体配置
(1)按保护配置的插件有:①重合及第1组跳闸线圈操作插件;②第2组跳闸线圈操作插件(单跳闸线圈的断路器无此插件);③保护三相操作插件。
(2)按断路器配置的插件:①断路器闭锁回路操作插件;②手合断路器操作插件;③手跳断路器操作插件;④断路器跳位及第1组合位继电器插件;⑤断路器第2组合位继电器插件(单跳闸线圈的断路器无此插件)。
(3)交流电压切换插件。
3 构成不同类型的操作继电器装置
3.1 保护操作继电器装置
由2(1)条中的3种插件组成。可根据用户需要,每套主保护配置1套保护操作继电器装置,以增强主保护的独立性。
3.2 断路器操作继电器装置
由2(2)条中的5种插件组成。每台断路器可配1套。
3.3 交流电压切换插件
只有双母线才装设。
3.4 综合型操作继电器装置
将(1)、(2)和(3)各条中全部插件组合,可构成综合型操作继电器装置。此类装置有用于线路断路器为单跳闸线圈的分相操作继电器装置和用于线路断路器为双跳闸线圈的分相操作继电器装置。
4 新型分类操作继电器装置的特点
4.1 提高各类装置的可靠性
保护操作断路器的出口回路与手动操作断路器的回路完全独立,且分装在不同的装置中或不同的插件中,提高了各套装置的可靠性。
4.2 简化各种插件中回路和元器件的结线
由于新型分类操作继电器装置是按对象和功能配置插件的,因此,大部份插件中的回路和元器件结线简单。重合及跳闸插件中的回路和元器件虽然较多,但大都为相同结线,结线单一,也便于装配及调试。
4.3 减少各种操作继电器装置中的插件数量
在新型分类操作继电器装置中,将一个操作对象的同类功能的回路放在1个插件内,可减少整套装置的插件数量。例如:对于双跳闸线圈的分相操作的线路断路器,原操作继电器装置须14个插件,而新型分相操作继电器装置只需9个插件。对于单跳闸线圈的分相操作的线路断路器,原操作继电器装置须11个插件,而新型分相操作继电器装置只需7个插件。
4.4 可简化各插件之间的背板结线,减少工作量,提高装置的可靠性
在新型分类操作继电器装置中,将分相操作断路器三个相的跳闸回路和合闸回路集中在1个插件内,另外还将三相的跳位继电器及合位继电器集中在1个插件内。而在以往的操作继电器装置中,这些回路和继电器是分散在6个插件中,相互联线是用装置的背板线联接的,费时费材料,而且易出错。在新型分类操作继电器装置中,上述回路和继电器之间的联线,用印制板的线联接,因而能大大节省工作量、材料和装置的空间,也提高了装置的可靠性。
4.5 新型分类操作继电器装置在1.5结线的线路上配置更合理
在1.5主结线的线路上,配置保护操作继电器装置与保护配套。断路器上配置断路器操作继电器装置。此方案比以往按断路器配置综合型操作继电器装置的联线能减少很多,特别是对于线-线串的线路,线路保护的分相跳闸出口回路不必经断路器的操作继电器装置转接,提高了保护出口跳闸的的独立性,也增加了其可靠性。断路器的操作继电器装置的跳闸回路也简化了。
4.6 手动跳阐措施的改进
在新型分类操作继电器装置中,由于手跳断路器的出口回路与保护的跳闸出口回路分开,因此,当手动跳闸时,不必采取闭锁保护跳闸信号发光二极管的措施。
4.7 提高装置的独立性和可靠性
新型分类操作继电器装置中,因为保护合、跳断路器的回路与手动合、跳断路器的回路分开独立,所以这两种回路中都要分别装设防跳回路,虽然元器件增加了,但增加不多,且能提高整套装置的独立性和可靠性。
5 分类操作继电器装置与保护配合的原则
5.1 保护操作继电器装置与保护配合的原则
每套微机保护装置中,都包括了完整的主保护、完整的后备保护和自动重合闸;保护起动重合闸回路;非全相及三相位置不一致判别以及是否重合在永久故障上等功能,都能在保护装置内完成,不必由保护操作继电器装置提供相应接点。它只须完成保护装置的跳闸、重合闸和防跳功能,因此,它的构成很简单。
5.2 断路器操作继电器装置与保护配合的原则
本装置须向各套保护装置送的接点为:手合和手跳接点;有关断路器异常的闭锁接点;断路器三合或三跳后的位置接点;手合断路器后磁保持的合后接点。由于超高压线路一般配置双重化主保护,还有后备保护和辅助保护,因此,本装置应送出数量足够的接点。另外,还须有备用接点,以便灵活使用。
6 断路器操作继电器装置的闭锁回路
为适应气、液压及弹簧等操作机构的断路器,断路器操作继电器装置中设有:闭锁重合闸、闭锁合闸、闭锁跳闸和闭锁操作4级闭锁回路。某一级闭锁条件出现后,除了该级闭锁回路起动外,同时还要起动前几级的闭锁回路,以增加闭锁功能的可靠性。为了使闭锁功能针对性强,各级闭锁接点直接串接在相应被闭锁的回路中。
7 分类操作继电器装置的跳、合闸操作回路构成要点
(1)跳、合闸操作回路安装在1个插件内,能简化回路之间的连线,提高整套装置的可靠性,并可简少整套装置的插件数量。
(2)合、跳闸保持继电器(HBJ、TBJ)与0.5A~5A范围内不同合、跳闸电流的断路器配合时, 采用由整流管组成的自适应回路, 而不须要对电路作调整。
(3)断路器操作继电器装置的合、跳闸回路中带有红、绿发光二极管,装在装置面板上,以显示断路器的运行情况。
(4)保护经保护操作继电器装置进行单跳或三跳时,装置面板上的相应黄色发光二极管亮,以指示跳闸的故障相,同时送出发信号的接点。此信号须用按钮复归。
8 保护操作继电器装置的三相操作回路
(1)各套保护装置的重合闸出口接点接到本装置的CH端子,起动重合闸重动继电器(1,2)CHJ,对断路器进行三相重合闸,装置面板上重合闸黄色发光二极管亮,同时发重合闸动作信号。
(2)各套保护装置的三跳后允许重合闸的出口接点,接到本装置的Q1或Q2端子;三跳后不允许重合闸的出口接点,接到本装置的R1或R2端子,进行三相跳闸。三跳插件是按双跳闸线圈断路器配置的。当用于单跳闸线圈的断路器时,送至第二组跳闸线圈的回路可取消。
9 断路器操作继电器装置的三相操作回路
(1)当就地手合或远合时,在起动手合重动继电器(1-3)SHJ进行三相合闸时,又起动合后磁保持继电器KKJ,其接点送给各套保护装置,作为判别永久故障的一个判据。还向各套保护装置送手合接点,以作为起动后加速的条件。
(2)本装置设有手跳和远跳的输入端子S。就地或远方手动跳闸时,起动手跳重动继电器(1-4)STJ。在进行三跳的同时,使KKJ复归。
10 交流电压切换回路
(1)双母线PT的二次电压切换回路是给保护装置和测量仪表提供被测量的母线电压,为了提高此回路的可靠性,本装置采用了双位置磁保持继电器构成交流电压切换回路。由母线隔离开关的常开辅助接点PK和其常闭辅助接点PB分别起动电压切换继电器的起动线圈和复归线圈。
(2)交流电压切换插件面板上装有分别指示交流电压回路切换至I母PT或II母PT的黄色发光二极管。
11 本装置用于220VDC或110VDC直流电源时的变动方法
本装置各操作插件中元器件的参数按用于220VDC时选定。当用于110VDC时,只须将插件中部份电阻省去,并把电阻两脚焊盘短接即可,而不必为110VDC另设一组插件。
