西门子3AT2EI型断路器控制回路中的电气闭锁

西门子3AT2EI型断路器控制回路中的电气闭锁 西门子3AT2EI型断路器控制回路中的电气闭锁 [摘 要] 本文以西门子3at2ei型断路器为例，针对其控制回路中的电气闭锁，如压力闭锁、失氮闭锁、防跳闭锁回路进行，通过和国产断路器相应回路的比较，提出断路器电气闭锁回路今后的发展方向。 [关键词] 断路器 电气闭锁 压力 失氮 防跳 引言 在超高压电网中，目前广泛采用了德国西门子公司的断路器，其控制回路中的电气闭锁回路和国产断路器相比很有特点。下面便以西门子3at2ei型断路器为例分析其控制回路中的电气闭锁回路。 目前，高压断路器通常采用sf6气体作为灭弧介质，但如果灭弧介质密度不足时便不能达到熄弧要求。当操作机构储能不足将会造成断路器慢分慢合现象，甚至会造成断路器在分合闸时发生爆炸。在控制回路中设置电气闭锁的目的是为了防止断路器在运行中出现某些故障而不能正确动作时，此时由闭锁回路来闭锁断路器分合闸。西门子3at2ei型断路器在控制回路中设置了压力闭锁、失氮闭锁和防跳闭锁等电气闭锁回路。 1、压力闭锁 西门子3at2ei型断路器的压力闭锁主要为油压低闭锁和sf6气体压力低闭锁。液压操动机构是利用高压压缩气体(氮气)作为能源，液压油作为传递能量的介质，注入带有活塞的工作缸内，推动活塞 作功，实现断路器的合闸和分闸。当断路器操动机构中油压不足以保证正常合闸分闸或sf6气体压力过低使得其灭弧性能得不到保证时，压力闭锁回路动作，闭锁合闸或分闸，避免断路器在异常情况下动作而损坏。 当油压或sf6气体压力下降到一定值时，其相应压力继电器动作，压力接点闭合，启动相应继电器，并通过相应常闭接点实现各自闭锁功能，同时发出光字信号。而国产断路器一般是在压力杆上设置压力节点，当压力杆随压力下降而移动时，触动相应的压力节点，接通回路实现闭锁功能。国产压力闭锁接点动作不可靠，经常出现异常。 2、失氮闭锁 该断路器采用液压操动机构，油压同时也反映了氮气压力。造成漏氮的原因是密封不良和液压储缸焊缝处焊接质量不过关。在氮气泄漏时，液压储缸的活塞工作范围向定位管移动。当压力到油泵起动压力时，储缸活塞的位置比漏氮前要靠近定位管(在高压油室增加部分的范围内)，氮气室的容积变小，此时，油泵起动将使压力急剧增大。在氮气泄漏的最终阶段，油泵运行补压时，活塞向前运动并和定位管接触。压力将迅速增加，最终达到漏氮报警压力值。 在正常情况下，油泵在油压降至32.0mpa时开始打压，见图一，由b1la闭合后接通k15la进行打压，当压力升至32.0mpa之后，通过串联的一延时继电器实现再次打压3秒钟后自动停泵。当压力 监视节点判断压力达到35.5mpa，则可确定为氮气泄漏，回路中k81得电，一方面k81转换节点动作，断开电动机控制回路，使得k15la失磁;另一方面使得k12继电器失磁，瞬时完成合闸闭锁，同时k14得电，启动分合闸闭锁回路中k14延时触点，3小时后k10继电器失磁，闭锁分合闸回路;而且失氮时，中央信号屏上显示“n2泄漏”光字信号(当失氮情况严重时，p2值可能会达到37.5mpa，此时断路器安全阀动作)。 图一 氮气泄漏回路 相对于国产断路器的失氮闭锁回路，回路得以简化，提高运行稳定性的同时也减少开关检修维护的工作量。 3、防跳闭锁 断路器控制回路设计时，需要考虑防止断路器“跳跃”的电气闭锁装置，在分闸命令和合闸命令同时施加的情况下，防跳跃继电器使分闸优先。防跳跃继电器由分闸命令直接启动，并通过合闸继电器的触点保持在得电位置，它们的触点完全切断合闸线圈回路，使断路器不能实现合闸，直到合闸信号完全解除。防跳回路实际上是在线路存在永久性故障时，停止断路器跳合闸回路出现同时接通，如重合闸接点粘连或操作把手中5、8接点持续导通时，操动机构发生跳跃，连续出现跳闸合闸，对整个电力系统出现危害。 图二 3at2ei型断路器采用并联防跳回路 西门子3at2ei型断路器采用并联防跳回路，如图二所示，其动作原理为:当手合开关成功后，开关辅助接点s1la变位，其常开接点闭合使得k7励磁，且k7一常开接点闭合使得k7得以自保持。如此时仍有合闸脉冲存在，则合闸闭锁回路中k12常开接点无法合上，合闸回路无法接通，y1la无法励磁。而且，如此时开关因重合于永久性故障而跳开，s1la虽可打开，但可调电阻v1的存在使得k7两端仍有电压差，仍能实现自保持，k7的常开接点闭合和v1一起短接y1la两端，保证其不被励磁。v1同时也作为有自激电压限制功能，可以防止k7的自激电压释放，避免损坏其他无器件，这样一来，使得断路器在合闸过程中只合一次，合上之后便不能再次合闸。 图三 国产断路器中的串联防跳回路 国产断路器中的串联防跳回路其动作原理如图三所示:当断路器合闸时，其辅助触点dl2闭合，使得防跳继电器tbj的电流圈带电，如此时事故跳闸，dl1闭合，dl2分开，则tbj电流线圈失电，线圈励磁使得tbj电压线圈得以电压保持，如此时仍然有合闸脉冲，但因为tbj电压主圈两端依然有电压，使得hq回路不被导通，实现防跳功能。对于串联防跳而言，需要在防跳继电器电流圈中串接 一限流电阻，防止电流过大使回路中其它无器件动作或损坏。并联防跳回路中只通过其防跳继电器自身接点和可调电阻来实现自保持和防跳，可靠性更高，而且开关机构并联防跳效果优于串联防跳，速度更高。 综上所述，西门子3at2ei型断路器的电气闭锁回路有以下几个特点:1)、其控制回路在保证闭锁效果时，接线简单，采用的设备数量较少;2)、电气闭锁回路设计全面，闭锁动作速度快，可靠性高; 5、结束语 国产断路器的电气闭锁回路和西门子3at2ei型相比，缺点显而易见。我们需要不断学习西门子3at2ei型断路器等国外断路器的长处，不断学习和掌握新设备、新技术，提高自身业务技能水平，确保电网安全稳定地运行。? 参 考 文 献 [1]陈宇等.500kv盐都变电所现场运行规程[m].盐城:盐城电力出版.2010 [2]普和平等. 500kv变电站值班人员技能教材 [m].上海:华东电力有限公司培训中心.2009