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摘要:电力继电保护装置有着高可靠性,可以达到压力闭锁接点与压力闭锁继电器的彻底双重化。闭锁动作具有相当的可靠性,对于继电保护中断路器的正常运转有着不可忽略的影响,需要加强对断路器继电保护动作的研究,积极有效地采取双重化配置的手段,以求达到继电保护运行的可靠与灵敏,降低断路器的故障概率,最终保证电力系统的安全平稳运行。
关键词:继电保护;断路器;闭锁动作
随着当今现代化程度的不断深入,人们越来越增加了对用电的需求,充分保证供电的可靠性不能够单纯地从普通意义上来讲,还与国家的经济有着密切的关系,所以电力系统安全的重要性已经被众人熟知,而继电保护是其正常运行的保护神,其发展显得非常的重要。在电力事故频发的时代,我们要从技术层面上降低事故发生的概率,继电保护就是一种有效的反事故手段,它在确保电力系统安全稳定运行的基础上,防止事故的发生与恶化。断路器作为基本的继电保护装置,每当电路系统发生运行故障时,能够敏捷地、迅速地发出跳闸信号,最后将故障设备切除,确保系统内非故障部分仍然可以正常工作。
一、继电保护的作用
在电力系统运行的过程当中经常会发生一些障碍或者困难,而这些情况经常会造成事故,使得电力系统整体或者一部分造成瘫痪,从而造成对用户少送电、电能质量下降等,甚至是出现人员伤亡。而电力系统的各个元器件之间主要是依靠电或者磁来进行联系的,假如出现任何一个元器件的损坏,那么又会在一定程度上影响到整个电力系统的运行。所以,切除被损坏元件的时间一定要极短,这个工作仅仅靠人是不可能来完成的,因此一定要有一套自动装置来执行这一个任务。继电保护的作用并不是单纯的限制在切除故障元件上,还在于充分保证系统安全运行。这就需要每一个保护单元都能够共享到整体系统运行的数据,各个保护单元与重合闸装置在分析这些信息和数据的基础之上协调动作,使显微机保护装置网络化。只有这样,继电保护系统才能够更多地检测到故障信息,对于故障的性质和位置能够做到很好的判断,极大地提高了保护性能的可靠性。
二、继电保护与闭锁动作间的配合关系
按照动力来源的不同来划分操动机构,主要分为弹簧操动机构、液压操动机构、电磁操动机构和气动操动机构四大类。断路器需要按照其不同的机械荷载以及传动方式,选择配置不同的操动机构。气动和液压操动机构就是以压缩空气储能和传递能力为基本工作原理,通过它们来进行合闸和分闸,这样的操动机构功率大且动作速度快,可是它们的结构也会相对复杂。只有配备了一个良好的操动机构,断路器才能顺利安全的完全整个“分闸—合闸—分闸”的过程。如果液压或气压操动机构因系统发生故障或其他不可控因素,导致机构内的液体或空气压力降低时,操动机构会根据剩余压力的大小来自主逐步发生重合闸、合闸、跳闸的闭锁操作,以此确保断路器能够正常的分闸与合闸。
1、防止断路器出现损坏。当电力系统出现永久性故障时,继电保护会要求断路器先进行一次重合闸,然后加速进行跳开动作。断路器在执行“分 闸—合闸—分闸”这样的循环过程后,其操动机构的缸内压力会迅速下降,当压力的降低值超过合闸闭锁操作的压力范围后,断路器内部存在的合闸回路会自动断开,发生跳位继电器失磁返回的情况。若重合闸闭锁动作的接点起初没有接入到继电保护装置中,在操动机构的缸内压力值回升到正常值后,跳位继电器会重新启动,开始励磁动作,它的接点也会开始闭合,这时继电保护装置会将断路器判定为分闸状态,断路器重合闸也会重复“分闸—合闸—分闸”的循环过程,极易对断路器造成损坏。
2、防止发生三相跳闸故障。在断路器进行分相动作时,主要以综合重合闸或者单相重合闸为主,它的闭锁动作与继电保护的跳闸动作联系密切。若重合闸闭锁动作的接点没有接入继电保护装置中,在操动机构的压力降低范围超过闭锁合闸以及闭锁重合闸的压力范围时,会发生三相跳闸故障。所以,在进行接线的过程中,重合闸闭锁动作的接点必须接入继电保护装置中。若断路器的操动机构缺少重合闸闭锁动作的接点,那么就将合闸闭锁动作的接点接入继电保护装置。
三、断路器的闭锁动作
1、闭锁动作的最佳位置。就液压操动机构和气体操动机构而言,当操动机构的缸内压力降低时,操动机构需要根据缸内的剩余压力值来逐步实现重合闸、合闸以及跳闸的闭锁操作。在操动机构的内部选择最佳位置,可以实现以上闭锁操作的功能最大化。因为当闭锁动作的执行位置存在操动机构的内部时,不但可以尽可能地减少回路连接以及各种中间环节,还可以增加闭锁动作的可靠性及稳定性。在实际操作过程中,如果断路器的操动机构内没有两套重合闸、合闸和跳闸闭锁接点,需要将以上的闭锁接点接入其他回路中,以此来保证断路器的闭锁动作与警报功能可以同时展开。
2、闭锁回路的接线问题。断路器的闭锁回路可以根据其电压等级和操动机构的差异,分为工作介质闭锁回路和操作动力闭锁回路。工作介质闭锁回路是当断路器操作时使用了浓度异常的介质,防止出现危险情况而禁止断路器的操作; 操作动力闭锁回路是当断路器操作出现来源异常的功能时,禁止断路器的操作。当断路器用于保护屏操作箱的继电保护动作时,它的重合闸闭锁接点、合闸闭锁接点和跳闸闭锁接点都需要接到保护屏操作箱内。
3、闭锁回路的接线双重化配置。当前的电网为110 kV,在如此高强度的电压下,继电保护系统既要保证其一贯的可靠性和灵敏性,也要避免出现保护拒动现象,所以,我们一般在继电保护装置内设置双重化配置。双重化配置不但可以有效减少继电保护中断路器发生保护拒动行为时的不良影响,还能够通过操动机构、操作电源和闭锁回路中的双重化配置来保证闭锁动作的可靠性。双重化配置主要在断路器的操动机构、闭锁回路和操作电源三个方面实现,通过采用一致的接线回路、一致的元件、一致的设计标准和一致的端子排编号,最终统一达到对两组闭锁继电器的控制。
4、断路器操动机构压力闭锁回路中存在的问题。目前,智能电网系统为了保护电网接入设备,采用了智能型的继电器保护装置,断路器操动机构压力闭锁回路也是一个客观存在的设备,在使用过程中可能发生事故。为了解决上述问题,需要防止保护拒动操作的发生,因此继电保护装置通常采用冗余思想进行双重化配置,以便能够降低断路器拒动导致启动失效的发生率,扩大了故障影响的范围。现行的智能电网中使用的断路器跳闸操动机构、跳闸回路操作箱和操动电源也都采用双重化配置方法。如果一组直流电源发生故障,压力闭锁继电器可以切换回路,使用第二组冗余的备份电源,确保电力系统正常操作。
随着智能电网的普及和发展,电力系统已经日趋自动化和智能化。继电保护装置是智能电网的重要组成元器件,其可以监控电力系统的运行状态,电力系统发生故障时,继电保护装置可以准确地向脱离元器件最近的断路器发出跳闸命令,断开元器件,最大限度降低故障损失,以便其可以独立控制两组压力闭锁继电器,降低断路器故障几率,保证电力系统正常运行。
参考文献:
[1] 何奕新.电力继电保护及故障信息系统建设中应注意的若干问题[J].北京电力高等专科学校学报(自然科学版),2017(8)
[2] 黎紫玲.关于电力继电保护中断路器压力闭锁的探讨[J].城市建设理论研究(电子版),2017(21)
[3] 严司玮.小议电力继电保护中断路器压力闭锁[J].城市建设理论研究(电子版),2018(16)