水利水电技术第４５卷２Ｏ１４年第２期 电气设备二次回路设计的改进 李院生’，张惠山。，赵晓芬 （１．南水北调中线干线工程建设管理局，北京 １０００３８；２．河北省电力公司检修分公司，河北石家庄０５００７０； ３．北京鸿厦基建工程监理有限公司，北京 １０００８６） 摘要：针对电气设备继电保护装置及其相关二次回路典型设计中存在的若干问题，即：通过永跳继 电器接点启动断路器失灵保护的可靠性，短引线保护引线隔离开关辅助触点作为保护动作判据的可靠 性，以及断路器正常运行状态下合闸回路不能监视等，提出了相应的改进措施。 关键词：典型设计；二次回路；继电器；保护装置；可靠性 中图分类号：ＴＭ９２ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１０００—０８６０（２０１４）０２—０ｌｌ２—０３ Ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ ｏｎ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｓｅｃｏｎｄａｒｙ ｃｉｒｃｕｉｔ ｏｆ ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ＬＩ Ｙｕａｎｓｈｅｎｇ ，ＺＨＡＮＧ Ｈｕｉｓｈａｎ ，ＺＨＡＯ Ｘｉａｏｆｅｎ （１．Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ＆Ａｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｉｏｎ Ｂｕｒｅａｕ ｏｆ Ｓｏｕｔｈ—ｔｏ—Ｎｏｒｔｈ Ｗａｔｅｒ Ｄｉｖｅｒｓｉｏｎ Ｍｉｄｄｌｅ Ｒｏｕｔｅ Ｐｒｏｊｅｃｔ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００３８，Ｃｈｉｎａ ２．Ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ Ｂｒａｎｃｈ ｏｆ Ｈｅｂｅｉ Ｐｒｏｖｉｎｃｅ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｓｈｉｊｉａｚｈｕａｎｇ ０５００７０，Ｈｅｂｅｉ，Ｃｈｉｎａ； ３．Ｂｅｉｊｉｎｇ Ｈｏｎｇｓｈａ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｓｕｐｅｒｖｉｓｉｏｎ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｂｅｉｊｉｎｇ １ ０００８６，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｉｍｉｎｇ ａｔ ｓｅｖｅｒａｌ ｐｒｏｂｌｅｍｓ ｅｘｉｓｔｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｔｙｐｉｃａｌ ｄｅｓｉｇｎｓ ｏｆ ｂｏｔｈ ｔｈｅ ｒｅｌａｙ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ ｄｅｖｉｃｅ ｏｆ ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ａｎｔｉ ｔｈｅ ｒｅｌｅｖａｎｔ ｓｅｃｏｎｄａｒｙ ｃｉｒｃｕｉｔ，ｉ．ｅ．ｔｈｅ ｒｃｌｉａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｓｔａｒｔｉｎｇ—ｕｐ ｔｈｅ ｃｉｒｃｕｉｔ ｂｒｅａｋｅｒ ｆａｉｌｕｒｅ ｐｒｏｔｅｅｔｉｏｎ ｔｈｒｏｕｇｈ ｔｈｅ ｃｏｎｔａｃｔ ｏｆ ｐｅｒｍａｎｅｎｔ ｈｏｐ ｒｅｌａｙ．ｔｈｅ ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｔａｋｉｎｇ ｔｈｅ ａｕｘｉｌｉａｒｙ ｃｏｎｔａｃｔ ｏｆ ｉｓｏｌａｔｉｎｇ ｓｗｉｔｃｈ ｆｏｒ ｓｔｕｂ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ ｏｆ ｓｈｏｒｔ—ｌｅａｄ ｗｉｒｅ ａｓ ｔｈｅ ｊｕｄｇｉｎｇ ｃｒｉｔｅｒｉｏｎ ｏｆ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ ａｃｔｉｏｎ，ｔｈｅ ｃｌｏｓｉｎｇ ｃｉｒｃｕｉｔ ｃａｎｎｏｔ ｂｅ ｍｏｎｉｔｏｒｅｄ ｕｎｄｅｒ ｔｈｅ ｎｏｒｍａｌ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ ｏｆ ｂｒｅａｋｅｒ， ｅｔｃ．，ｓｏｎｌｅ ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ ｍｅａｓｕｒｅｓ ａｒｅ ｐｕｔ ｆｏｒｗａｒｄ ｈｅｒｅｉｎ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｔｙｐｉｃａｌ ｄｅｓｉｇｎ；ｓｅｃｏｎｄａｒｙ ｃｉｒｃｕｉｔ；ｒｅｌａｙ；ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ（１ｅｖｉ（：ｅ；ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ １ 引 言 当前，电气设备继电保护装置及其相关的二次回 路设计中，有些二次回路的典型设计在实际运行中存 在一定的缺点和不足，可依据现场实际情况对部分回 路设计做适当的改进，使改进后的同路安全性、可靠 性得到提高。有关文献也分别对于某些事故中 现继电 保护及二次回路方面的问题提出了改进，本文对几个常 见、重要的二次同路进行分析及改进。 路当巾，大多是利用操作箱的永跳继电器的接点启 动断路器失灵保护，以南瑞公司ＲＣＳ一９２１断路器 保护装置为例，如图１所示，通过．ｒＪＲ继电器端子 启动断路器失灵保护，保证保护的永跳回路、永跳 继电器性能良好，整个同路才能可靠工作。在现场 工作中，曾经发生过南自厂ＦＣＸ一１ １ ＨＰ保护单相 跳闸回路错接永跳继电器，在传到断路器巾永跳继 电器长期励磁造成性能出现问题，从而也影响了失 灵启动回路，为了加强回路的可靠性，应在ｒｒＪＲ上 ２部分典型二次回路没计存在的问题及改进 并联保护动作的失灵启动接点，如图１中虚线所 措施 不ｎ ２．１ 通过永跳继电器接点启动断路器失灵保护的可 靠性问题 收稿日期：２０１３—０７—１０ 作者简介：李院生（１９７５一），河北承德人，Ｔ程师，Ｔ学硕士。 当前对于３／２接线的断路器保护的失灵启动回 １１２ ２４Ｖ光耦负 图１ 断路器保护回路 ２．２短引线保护引线隔离开关辅助触点作为保护动 作判据的可靠性问题 当前３／２接线为了保证运行方式的灵活性，有时 需要线路停电但断路器成串运行，于是在出线引线上 增加了隔离开关，在线路停电断路器成串运行时投入 短引线保护，此时线路保护退出运行。以南瑞ＲＣＳ一 ９２２短引线保护装置为例，其典型设计回路如图２所 示 ２４Ｖ光耦负 图２短引线保护回路 当出现引线隔离开关断开后，隔离开关常闭触点 闭合开入进保护装置，保护装置通过该开人判断断路 器处于成串运行状态，保护处于投入状态。从现场运 行情况看，隔离开关辅助触点的可靠性不高，经常由 于触点锈蚀，接触不良而不能正确开入信号，而保护 装置在功能压板投入的情况下，该触点没有开入也 不会发任何告警信号。由于实际并无开人信号，按 照保护装置的动作逻辑，相当于保护未投入，短引 线故障时，主保护将拒动，保护也不能正常退出， 为了弥补这点不足，增加保护动作的可靠性，可将 单接点开人改为双接点开入，改进的开入部分设计 回路如图３所示 。 图３中增加了隔离开关常开辅助触点。如果常闭 触点接触不良，ＺＪ２常闭触点仍然可开入进保护装 置。如果常开辅助触点存在接触不良的问题，在线路 水利水电技术第４５卷２０ｔ４年第２期 李院生，等∥电气设备二次回路设计的改进 隔离开关常’ 闭辅助触点、 护装置 ／ 隔离开关常／ 开辅助触点 图３改进后的短引线保护回路 正常运行过程中，因ＲＣＳ一９２２保护功能压板未投 入，此时即使常开触点接触不良而使保护接收到开入 信号，装置只发告警信息，不会误动。当然，最好的 解决方案是增加保护的开入及逻辑功能，即隔离开关 常闭、常开触点同时开入进保护装置，这样的可靠性 会更高。 ２．３断路器正常运行状态下。合闸回路不能监视的 问题 断路器在正常运行状态下，操作箱的ＨＷＪ（合 闸位置继电器）实际上是监视跳闸回路的完好性， 而此时合闸回路的完好性无从监视，现场曾经出现 过因合闸回路接线锈蚀，合闸回路断线而造成断路 器不能重合的问题。断路器在合闸运行状态下， 机构合闸回路常闭辅助触点５２ｂ断开，于是５２ｂ 上口由于ＴＷＪ（跳闸位置继电器）而带正电，下 口带负电，以西开厂ＬＷ１３—５５０型号断路器为 例，断路器机构箱内一相合闸二次回路如图４所 示。 ｒ＿［二二 厂一厂一————［ —羔 一 Ⅱ—一ｊ＿］ ５２Ｃ合闸线圈 图４断路器合闸二次回路 图４中，断路器在合闸状态，５２ｂ辅助触点断 开，ＴＢ１／１端子带正电，ＴＢ１／３端子带负电。如图 ４中虚线所示，增加中间继电器ｚＪ，即可实现对开 关机构箱ＴＢ１／１、ＴＢ１／３的外部合闸回路的监视功 能。如果合闸回路良好，常开辅助触点５２ａ闭合， 中间继电器励磁带电，该继电器的动作接点可作为 合闸回路监视的遥信信号。图４为一相的改进，三 相回路可做相应的简化和修改，本文不再描述。图 ４中中间继电器ＺＪ增加了反措要求的反向二极管串联 （下转第１１８页） １１３ 周新刚／／风力发电机组钢筋混凝土基础设计问题的探讨 程事故。 目前独立扩展平板混凝土基础设计计算的内容较 多，但未考虑连接锚固的筒环法兰盘向上给混凝土施 加压力情况下的混凝土疲劳强度验算。与向下给混凝 土施加压应力不同，在这种情况下，混凝土不是处于 局部受压状态，没有受到周围混凝土的约束，其强度 不会提高。 参考文献： 『１］ 王民浩，陈观福．我国风力发电机纰地基慕础没汁［Ｊ］．水力 发电，２００８，３４（１１）：８８—９１． ［２］ 刘蔚，申宽育 甘肃酒泉Ｊｘ【电基地２０个风电场Ｊｘ【机基础没 ‘ 研究［Ｊ］．西北水电，２００８（５）：６３—６５ ［３］ 张艳丽．沿海滩涂地区风机机基础优化没汁［Ｊ］．电 Ｊ ｊ能源， ２０１３，３４（１）：７８—８１ 当塔环的埋置深度较大时，筒环与混凝土之间存 ［４］ＤＮＶ２０１０，Ｇｕｉｄｅｌｉｎｅｓ ｆｏｒ Ｄｅｓｉｇｎ ｏｔ Ｗｉｎｄ Ｆｕｒｂｉｎｅｓｌ Ｓ ５ 在粘结力，在正常工作情况下，法兰盘上没有应力或 应力水平较低，上述问题不会表现出来，很容易被忽 视。当筒环埋置深度较小，或受到比较大的极端荷载 作用，筒环与混凝土之间的粘结力在反复荷载作用下 容易被破坏，法兰盘上就会受到非常大的应力，从而 导致法兰盘上方的混凝土被压碎，法兰盘向上给混凝 土施加压力验算的问题就暴露了出来。为防止风机基 础发生上述破坏，在采用板式扩展基础时，要增加筒 环的埋置深度，同时在筒环两侧的素混凝土区域应增 ［５］ 胡立伟．风机放 风设计技术及对策研究［Ｄ］．武汉：华中科 技大学，２００６． 『６］ 马人乐，孙永良，黄冬平．风力发电塔基础设计改进研究［Ｊ］． 结构工程师，２００９，２５（５）：９３—９７． ［７］ ＦＤ００３－－２００７，电场机组地基基础设计规定（试行）［Ｓ］ ［８］ 过镇海，时旭东．钢筋混凝＝Ｌ原理与分析［Ｍ］．北京：清华大 学出版社，２００３． ［９］ 张立英．风机基础结构数值模拟及优化没汁研究［Ｄ Ｊ．天津： 天津大学，２００９． ［１０］ＧＢ ５００１０－－２０１０，混凝土结构设计规范［ｓ］． 加构造钢筋。 （责任编辑郭ｉｆ，１娜） （上接第１１１页） 件的影响［Ｊ］．兰州大学学报自然科学版，２０００，６（３）：５６—６０． ［２］ 舒安平，匡尚富，徐永年．库Ｉ必土质边坡稳定件分析［Ｊ］．水 利学报，２０００（５）：１７—２１． 坡在１７５ ＩＴＩ水位稳定渗流、１７５ ｍ水位骤降至１４５ １ＴＩ 水位瞬态渗流场条件下，安全系数均大于规范规定最 小预留安全系数，可能滑动带均出现在回填土陡坡面 位置附近。该库岸边坡目前来说整体是稳定的，三峡 ［３］ 郑颖人，时卫民，孔位学．库水位下降时渗透力及地下水浸润 的计箅［Ｊ］．岩石力学与丁程学报，２００４，２３（１８）：３２０３— ３２１Ｏ． 水库蓄水到１７５ １１３水位时，虽然岸坡不存在滑移失 稳，但岸坡所处自然条件发生很大改变，由于波浪对 库岸边坡的淘蚀作用，可能产生不同程度的塌岸，建 议采取相应的护坡防护措施。 参考文献： ［１］ 马崇武，刘忠玉，苗天德，等．江河水位升降对堤岸边坡稳定 ［４］ 陈祖煜．土质边坡稳定分析原理一方法・程序［Ｍ］，北京：中 国水利水电出版社，２００３． ［５］ 张文杰，陈云敏，凌道盛．库岸边坡渗流及稳定性分析［Ｊ］． 水利学报，２００５，３６（１２）：１５０９，１５１５． ［６］ 骆世威，肖蕾，吴明，等．楞卉水库滑坡预测及涌浪汁箅［Ｊ］ 中国农村水利水电，２０１３，２：７３．８Ｏ． （责任编辑欧阳越） （上接第１１３页） 电阻，用于回路闭合、断开时线圈灭弧，其中电阻Ｒ 的与继电器ｚＪ的阻值选取是关键，要保证断路器在 ３结语 本文针对现场的实际应用情况，对某些常见且典 合闸状态下，ＴｗＪ继电器可靠动作。一般 ｒｗＪ继电 器阻值约８ ｋ１２，反措要求动作电压不低于５５％的额定 电压，所以电阻Ｒ与ＺＪ的直阻总计不小于６．５４ ｋＱ， 型的有关二次回路进行了改进，文中所列举的三个同 路是最常见且重要的回路，针对现场的实际应用情况 来说，典型二次回路的设计在实际运行中存在的问题 还远不及于此，本文即是以此为契机说明日常工作 中，二次回路运行维护检修人员不应对典型的二次同 路设计存在盲目认同的心理，应通过Ｅｌ常的工作不断 实际为了保证动作可靠，应大于１０ ｋ１２。实际依照现 场检验，电阻选择５ ｋＱ，中间继电器选择额定电压为 １１０ Ｖ，阻值为１０ ｋｌｑ的中间继电器，此时，中间继电 器能可靠动作，并有一定的灵敏度，在沧西５００ ｋＶ变 电站５０１ １断路器更换中做过测试，效果良好。 １１８ 积累经验，发现其不足并及时改进。 （责任编辑水利水电技术第４５卷陈小敏） ２０１４年第２期