李潤林

（中節(jié)能風力發(fā)電股份有限公司，北京100000）

隨著我國電力系統(tǒng)和風電行業(yè)新能源、新材料、新技術的不斷出現(xiàn)，以及我國政策對綠色可再生能源如風電、光伏發(fā)電等產(chǎn)業(yè)的大力支持，風電行業(yè)得到快速發(fā)展.綠色可再生能源的利用起到節(jié)能減排的作用，這一事實已被世人所公認.

風電行業(yè)的發(fā)展離不開變電站與風電場電氣設備的配套供電和輸變電線路的可靠供電.

目前，電力輸變電系統(tǒng)大多數(shù)變電站（所）將電力輸變電系統(tǒng)的繼電保護從電磁型的繼電保護更新?lián)Q代為目前先進的微機保護原理的保護裝置.多數(shù)風電場的變電站（所）已經(jīng)采用了綜合自動化微機保護裝置.在新技術、新設備更新的同時，也出現(xiàn)了一些噬待解決如變電站微機線路保護的問題，舉例說明.當線路保護裝置的控制回路、儲能合閘回路、彈簧儲能機構等回路出現(xiàn)故障時，斷路器均不能可靠合閘，若值班員進行操作倒閘時，因人為合閘時間長合閘線圈發(fā)熱，再加上上述回路故障的同時存在，會導致合閘線圈的絕緣破壞甚至燒毀合閘線圈.就上述斷路器合閘現(xiàn)象及故障展開論證淺析如下：

1 合閘線圈燒壞的原因

1.1 操作合閘時間長且開關輔助觸點未轉換

變電值班員在倒閘操作時如果出現(xiàn)手動合閘時間長（約5秒），手動閉鎖合閘繼電器通過自保持接點受電后，自動鎖閉合閘回路.此時如果合閘輔助轉換接點未轉換切斷回路的合閘電流（約2.5A），使控制合閘回路的合閘線圈（HC）長于規(guī)定時間受電，線圈會發(fā)熱，造成線圈絕緣破壞，甚至燒壞合閘線圈.具體回路如附圖.

1.2 合閘儲能機構不儲能輔助接點不轉換

斷路器儲能機構在分閘時進行儲能，準備合閘時提供能量之用，合閘輔助轉換接點閉合接通合閘回路，可以合閘；在合閘以后，開關的輔助轉換接點自動轉換斷開合閘回路，為開關分閘做準備.

合閘回路動作原理是從＋KM－HCJA、B－TBJA、C－HCJ（合閘出口繼電器）電流線圈去合閘，如果操作合閘時間大于3.5秒，且開關輔助接點不轉換（合閘后轉換），就容易造成合閘線圈長時間受電發(fā)熱，使合閘線圈絕緣降低甚至燒壞合閘線圈.

另外，綜合自動化保護操作合閘可以通過后臺微機操作控制合閘，如合閘開關輔助接點不轉換或機械卡滯，同樣會造成類似上述燒壞合閘線圈現(xiàn)象（原理同上）.

1.3 跳閘位置繼電器保護二極管（分后位）擊穿

斷路器在分后位時，合閘回路是導通的，合閘線圈是正常帶電的，合閘線圈是處于高阻帶電狀態(tài)，分閘位置繼電器（簡稱：分位繼）受電，同時監(jiān)視合閘回路狀態(tài)是否良好.此時回路電流?。s75mA）只能啟動分位繼，示意合閘回路完好，但不足以啟動合閘線圈.此時，如果跳閘位置繼電器的保護二極管擊穿短路，那么合閘線圈承受的分壓值會提高約一倍的原有電壓，在跳位繼二極管擊穿的情況下（微機后臺顯視由綠變灰，如果不及時處理，合閘線圈會長時間帶電發(fā)熱），易破壞合閘線圈絕緣，甚至燒壞合閘線圈.

2 防止合閘線圈燒毀的措施

增設延時保護閉鎖回路是防止合閘線圈燒毀的有效措施.（1）新增加的延時保護回路動作原理（如附圖）是：新加的中間繼電器（1ZJ）電流線圈受電，啟動新加的時間繼電器（1SJ），1SJ常開接點延時（根據(jù)保護書整定如3秒后）啟動新增的2ZJ中間繼電器（簡稱：中繼）的電壓線圈，2ZJ中間繼電器受電后，2ZJ常閉觸點動作閉鎖合閘回路（斷電）.

（2）新增加的合閘閉鎖回路動作原理（如附圖）是：在斷路器合閘回路增設1ZJ電流線圈和2ZJ的常閉觸點串聯(lián)在合閘回路中，通過手合閘繼電器的自保持常閉觸點，使手合繼電器帶電.手合繼電器SHJA.B的兩對常開觸點閉合，啟動合閘出口繼電器HCJ，再通過合閘回路開關的輔助轉換觸點，使合閘線圈受電而合閘.

（3）實現(xiàn)2ZJ常閉觸點自動切除功能.為了確保合閘線圈不因長時間受電發(fā)熱破壞絕緣而損壞，在合閘控制回路設計了延時保護閉鎖回路，閉鎖時間按照設計要求整定（約2－3秒），開關合閘后實現(xiàn)延時自動動作切斷合閘控制回路.

增加閉鎖回路后效果很明顯，可以通過2ZJ的常閉觸點自動切斷合閘回路.保證合閘線圈不會因為合閘時間長而導致線圈發(fā)熱后破壞絕緣，甚至燒毀線圈，起到了閉鎖保護作用，防止合閘線圈燒毀.

3 提高斷路器合閘回路的可靠性

3.1 定期對高壓開關保護裝置進行預防性試驗

高壓電氣設備長期運行或處于熱備用狀態(tài)均需要預防性試驗，試驗時按照國家電力行業(yè)標準定期做預防性試驗，保證保護設備處于良好的運行狀態(tài).

3.2 電氣工程項目投運前進行竣工驗收

新建工程項目的高低壓設備在高低壓設備投用前必須按照設計規(guī)范及國家電力標準進行現(xiàn)場的常規(guī)、特殊性試驗，試驗合格后方可投入使用.

變電站的值班人員在設備運行過程要時刻注意主控室內(nèi)保護設備的運行狀態(tài)，及時發(fā)現(xiàn)高壓設備保護控制回路存在的隱患，因為控制回路存在隱患，如控制回路斷線、回路接觸異常時會造成合閘回路故障使供電設備中斷供電，對于電力行業(yè)或風力發(fā)電企業(yè)等均會造成不必要電量損失.

3.3 對開關操作機構及部件要有針對性地定期檢查

變電站交接班時對高壓開關操作機構及其部件，按計劃要求進行日常的定期檢查，確保高壓開關的操作機構靈活、無卡滯現(xiàn)象，且各部件緊固牢靠，做到及時發(fā)現(xiàn)問題、防患于未然.

3.4 加強設備日常巡視，做好記錄

變電站高壓電氣設備在運行中要按變電站巡視制度進行設備巡視，巡視期間按照電力規(guī)程要求不得從事任何作業(yè)，對巡視中有異常情況的設備及時維護檢修，有問題及時處理并做好巡視記錄.

加強設備運行中巡視主要是為了掌握設備的運行狀態(tài)，如高壓斷路器保護、控制回路中的運行情況，對于出現(xiàn)控制回路接觸不良的隱患來說，這種隱患的存在非常難確定故障所在，尤其是在帶電運行狀態(tài)下，排除隱患所在給值班員和輸變電檢修人員帶來困難.及時發(fā)現(xiàn)并解決這些潛在的保護和控制回路隱患，使電力系統(tǒng)高壓設備斷路器保護合閘線圈處于良好運行狀態(tài).

3.5 隨時監(jiān)控站內(nèi)保護設備的運行狀態(tài)

值班員要隨時監(jiān)控主控室內(nèi)高壓保護設備的運行狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)保護設備異常及時向變電站主管人員匯報，必要時向電力調度匯報，及時準確地排除電氣設備存在的隱患或故障，使其始終處于良好的工作狀態(tài).

所以上述現(xiàn)象隱患的存在，就避免不了在值班員倒閘操作或風機出線送電時會出現(xiàn)手合閘回路鎖閉現(xiàn)象，導致線圈絕緣破壞、合閘線圈直流電阻增大，使啟動電流小于額定合閘電流，導致不能合閘.

4 環(huán)境變化造成斷路器保護回路隱患的防范措施

對于電氣設備及其配套的合分閘機構來說，設備機構的磨損，控制回路接觸電阻也會隨溫度變化而改變.例如電氣設備的接線端子的接觸面，由于環(huán)境溫度和濕度的變化等多種因素的影響，也會增加表面的過度氧化，導致開關控制回路接觸電阻增大.檢測回路直流電阻是否增大可以通過測量直流電阻的方法或搖測控制回路的絕緣進行判斷，分析控制回路是否正常.及時發(fā)現(xiàn)斷路器保護合、分閘回路存在的隱患，做到防患于未然，提高高壓斷路器合、分閘回路的可靠性、靈敏性，使其始終處于安全可靠、穩(wěn)定良好的狀態(tài).

增加合閘閉鎖回路后，可以有效地避免合閘線圈因為操作合閘時間長，合閘線圈長時間受電發(fā)熱而破壞合閘線圈的絕緣，造成線路保護合閘線圈損壞，給新能源等發(fā)電企業(yè)造成不必要的發(fā)電量損失.

5 結 語

電力系統(tǒng)變電站微機的線路保護作為電力系統(tǒng)的重要組成部分，對國家電網(wǎng)公司電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定起到非常重要的作用，它直接影響國家電網(wǎng)供用電的安全和穩(wěn)定.

隨著變電站變配電設備不斷更新、技術不斷成熟，高壓斷路器的線路保護，逐漸被人們從認識到重視.為了確保變電站內(nèi)微機保護的控制回路乃至整個輸變電系統(tǒng)的正常運行，也為了今后避免類似的問題出現(xiàn)，我將工作中的一些經(jīng)驗總結出來，共同探討.

［1］劉學軍主編.繼電保護原理［M］.中國電力出版社，2006

［2］王鐵成，劉波.斷路器防跳回路的典型接線及其應用［J］.電力系統(tǒng)自動化，2001，vol.10（1）：37～42

［3］劉貴寶編.發(fā)電廠變電站電氣設備［M］.中國電力出版社，2005

附圖：35KV高壓斷路器保護合閘閉鎖控制原理圖