ABB高压GIS结构及二次回路分析

ABB高压 GIS结构及二次 回路分析

冯琳 王其林 冯宗建

深圳供电局有限公司，广东 深圳， 518001

摘要：本文先对ABB厂家的高压GIS设备的二次回路进行简单的介绍，后以500kV某站500kV GIS设备为例，重点分析其断路器机构二次回路的设计逻辑，并结合南方电网的相关反措，深入探讨其改进措施。

关键字：跳闸回路 合闸回路 防跳回路 三相不一致回路 南网反措

1 高压GIS机构二次回路

1.1 断路器合闸回路

以断路器A相合闸回路为例进行分析：

图1.1 断路器A相分合闸回路

机构中的合闸监视回路通常与操作箱中的TWJ继电器串联，监视合闸回路是否具备合闸条件，即判断合闸回路是否完好。如图1.1所示，合闸监视回路串联了断路器常闭辅助接点，当刀闸处于分闸状态时，常闭点闭合，合闸回路完好；当刀闸处于合闸状态时，常闭点断开，合闸回路无法导通。合闸回路满足合闸条件后，当断路器收到就地合闸指令时，合闸继电器K0E励磁，就地合闸回路中的K0E常开点闭合，合闸回路导通；当断路器遥控合闸时，转换把手打到远方位置，一旦收到合闸命令，合闸回路导通。

防跳回路提供防止开关跳跃的功能，是控制回路中必不可少的部分。开关跳跃是指由于合闸回路的合闸接点粘连或未能及时返回等原因，导致合闸输出端一直带有电压，因此当开关因故障跳开后，又会因为合闸电压再次合上，造成断路器连续切合的现象，导致开关损坏甚至爆炸。保护装置和机构内都有防跳回路。常规的防跳回路接线如图1.2所示，由于机构防跳回路中串接了断路器的常开辅助接点，若两套防跳同时接入回路，当开关合闸后，开关常开辅助节点DL闭合，+KM—TWJ—R—DL常开点—K11—-KM之间构成一条寄生回路。一旦两套防跳之间的参数配合不当，将导致防跳功能失效、跳位监视异常和合闸回路异常等现象。因此新装置都已取消了保护防跳回路，只保留机构防跳功能。

图1.2 常规防跳回路接线图

为了解决寄生回路的问题，ABB的断路器防跳回路先串接断路器的常闭辅助接点，再串接断路器的常开早合点和防跳继电器K201。早合点是ABB厂家自主研发的特殊辅助接点，闭合速度比一般的辅助接点快，一旦装置发出合闸信号即可快速动作，在断路器完成合闸前接点就能够闭合，使防跳回路导通并自保持。开关合闸后常闭点也随之断开，避免在机构防跳回路与合闸监视回路之间形成寄生回路。防跳断路器K201励磁后，K201常开接点闭合，回路实现自保持。同时，合闸回路中的K201常闭接点断开，合闸回路无法导通，因此开关跳闸于故障后也不会反复分合闸。

1.2 断路器跳闸回路

以断路器A相跳闸回路为例进行分析：

如图1.1所示，常开点K203是气室压力低闭锁跳闸继电器的辅助接点。由于GIS断路器需要通过SF₆气体灭弧，当气室压力过低时，无法满足灭弧要求，强行分闸可能照成断路器爆炸的严重后果。因此，通常将压力低闭锁跳闸继电器K203的常开点串接于分闸回路中，当气室压力正常时，继电器励磁，常开点闭合，分闸回路才有可能导通；当气室压力过低时，继电器不再励磁，常开点断开，分闸回路无法导通，发出气压低闭锁合闸信号，不允许进行分闸操作。

监视回路中串接了断路器的常开点，在气压正常的情况下，当开关处于合闸位置时，常开点闭合，跳闸回路完好；当开关处于分闸位置时，常开点断开，跳闸回路无法导通。满足分闸条件后，当断路器就地分闸时，分闸继电器K0A励磁，就地跳闸回路中的K0A常开点闭合，跳闸回路导通；当断路器遥控分闸时，转换把手打到远方位置，一旦收到分闸命令，跳闸回路导通。

2 南方电网相关反措

2.1 断路器本体三相不一致回路改进

现有的断路器三相不一致回路的设计中跳闸出口回路直接接到电源正极，当断路器在合闸状态时，一旦继电器故障或人为误触碰使跳闸出口继电器动作，则会导致断路器跳闸回路导通，使正常运行中的断路器误跳闸。因此，有必要针对此设计不合理之处进行改进，以确保设备能够完全稳定运行。

共提出以下两种改进方案：

方案一：三相不一致回路先并联开关常闭点后再串联开关常开点，并将原跳闸出口回路常开点的公共端改至断路器常闭点与时间继电器KT中间，如图2.1所示。当断路器在合闸状态时，开关的常闭点断开，即使跳闸出口继电器KM误动，跳闸回路也无法导通。只有在三相不一致时，跳闸出口回路公共端才能获得正电，经延时后跳闸出口继电器动作，断路器跳闸。三相不一致回路导通后，监视回路的正电可能经过跳闸出口回路使继电器KM自保持，若KM无复归功能，长期保持导通状态，则容易烧毁继电器。

方案二：在方案一的基础上，将跳闸出口回路常开点的公共端改至开关常闭点和常开点之间，如图2.1所示。当断路器三相不一致时，三相不一致回路导通，经延时后使继电器KT和KM励磁，断路器跳闸，随后开关的常开点全部断开，KM无法再自保持。因此，此方案不但能有效避免三相不一致回路误动，提高运行可靠性，也不局限于继电器是否带有复归功能，更适合推广使用。

图2.1 三相不一致反措方案改进回路

3 总结

通过对ABB厂家的高压GIS机构的深入分析，并结合南方电网针对电网运行中的实际问题提出的相关反措，了解其二次回路与其他厂家不同的设计逻辑及有效的改进措施。

参考文献

1. 柏文广, 苗富昀, 范飞鹏, 漆岳英. 保护装置防跳和开关机构防跳的比较分析及相互配合[J]. 中国科技信息, 2010, 15:125-126.

作者简介：

冯琳，女，硕士，工程师，深圳供电局变电管理一所，长期从事继电保护及运维工作；

王其林，男，硕士，高级工程师，深圳供电局变电管理一所，长期从事继电保护及运维工作；

冯宗建，男，本科，高级工程师，深圳供电局变电管理一所，长期从事继电保护及运维工作；