一起500千伏變電站斷路器異常事件處理

王孝靈

【摘要】變電站是電力系統(tǒng)中變換電壓、接受和分配電能、控制電力的流向和調(diào)整電壓的電力設(shè)施，斷路器在電力系統(tǒng)正常運(yùn)行情況下用來合上和斷開電路，故障時(shí)在繼電保護(hù)裝置控制下自動(dòng)把故障設(shè)備和線路斷開，對(duì)電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行有重要的影響。斷路器設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，需要變電運(yùn)行、高壓預(yù)防性試驗(yàn)、繼電保護(hù)等專業(yè)相互配合。針對(duì)一起500千伏變電站斷路器異常情況下線路跳閘事件的處理，淺談斷路器設(shè)備的運(yùn)行和維護(hù)經(jīng)驗(yàn)，該案例可為運(yùn)行維護(hù)人員提供借鑒。

【關(guān)鍵詞】變電站；斷路器；變電運(yùn)行；繼電保護(hù)；異常事件

引言

高壓斷路器是高壓開關(guān)設(shè)備中最重要、最復(fù)雜的開關(guān)設(shè)備。高壓斷路器有強(qiáng)有力的滅弧裝置，在電網(wǎng)中起兩方面作用，一是根據(jù)電網(wǎng)運(yùn)行的需要，將部分電氣設(shè)備或線路投入或退出運(yùn)行的控制作用；二是保護(hù)作用，在電氣設(shè)備或線路發(fā)生故障情況時(shí)，繼電保護(hù)等裝置發(fā)出跳閘信號(hào)使斷路器跳閘，將故障設(shè)備或線路從電網(wǎng)中切除，確保電網(wǎng)能正常運(yùn)行。

高壓斷路器在日常運(yùn)行中能否得到全面、正確維護(hù)，關(guān)系到電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

一、運(yùn)行方式及事件概況

該500千伏變電站采用二分之三接線，事件發(fā)生前母線、開關(guān)設(shè)備均正常運(yùn)行，相應(yīng)保護(hù)裝置按照要求投入（重合閘均為單重），其中異常斷路器5021重合閘先重功能投入。

發(fā)生跳閘后，5021斷路器A相在分位，B、C相在合位，5022斷路器三相在合位，相應(yīng)線路在運(yùn)行狀態(tài)?，F(xiàn)場(chǎng)檢查發(fā)現(xiàn)，相應(yīng)線路保護(hù)、開關(guān)保護(hù)均動(dòng)作，5021斷路器重合閘動(dòng)作不成功，5022斷路器重合閘動(dòng)作成功。事件發(fā)生后，值班員根據(jù)處置原則將線路停運(yùn)，隔離故障設(shè)備進(jìn)行異常排查。

5021斷路器最近一次預(yù)試定檢時(shí)間為事件發(fā)生前一年。其中預(yù)防性試驗(yàn)內(nèi)容包括：斷路器導(dǎo)電回路電阻測(cè)量，分、合閘電磁鐵動(dòng)作電壓測(cè)量，斷路器時(shí)間參量測(cè)量（相間同期測(cè)量、斷口間同期測(cè)量），斷口并聯(lián)電容器絕緣電阻、電容量及介損測(cè)量，SF6氣體含水量測(cè)試、SF6氣體分解產(chǎn)物測(cè)量，結(jié)果合格；保護(hù)定檢內(nèi)容包括了對(duì)本體三相不一致繼電器的延時(shí)以及出口跳閘功能校驗(yàn)，結(jié)果合格。

該斷路器事件異常原因有兩點(diǎn)：一是5021斷路器A相未重合，需要對(duì)斷路器一次機(jī)構(gòu)進(jìn)行檢查；二是斷路器非全相運(yùn)行后三相不一致保護(hù)未動(dòng)作該斷路器跳閘，需要排查三相不一致保護(hù)運(yùn)行情況。

二、斷路器未重合原因分析

5021斷路器未重合及三相不一致未動(dòng)作原因分析如下：

1、5021斷路器A相跳開后，5021斷路器保護(hù)RCS-921A于保護(hù)啟動(dòng)后432ms后“合閘壓力降低”開入，且監(jiān)控信號(hào)發(fā)“5021斷路器低油壓合閘閉鎖”信號(hào)。5021斷路器油壓力低閉鎖合閘回路導(dǎo)致合閘回路斷開，因此5021斷路器未重合?，F(xiàn)場(chǎng)檢查斷路器彈簧儲(chǔ)能未達(dá)到廠家規(guī)定要求。

2、低油壓合閘閉鎖故障分析及處理。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)檢查發(fā)現(xiàn)輔助繼電器49MX處于勵(lì)磁狀態(tài)，導(dǎo)致電機(jī)儲(chǔ)能控制回路斷開（49MX常閉接點(diǎn)斷開），電機(jī)回路無法正常工作，斷路器動(dòng)作后無法儲(chǔ)能，出現(xiàn)低油壓合閘閉鎖信號(hào)。

經(jīng)分析導(dǎo)致電機(jī)保護(hù)回路49MX繼電器吸合原因存在熱耦繼電器49M和時(shí)間繼電器48T故障可能。經(jīng)過排查，發(fā)現(xiàn)48TC時(shí)間繼電器故障（使用萬用電表和秒表檢查48TC時(shí)間繼電器，拉動(dòng)繼電器拉桿，同時(shí)計(jì)時(shí)，第一次發(fā)現(xiàn)時(shí)間繼電器延時(shí)42秒后動(dòng)作，第二次15秒后動(dòng)作，而標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定時(shí)間為150秒）。更換新時(shí)間繼電器后，進(jìn)行五次分合閘操作，電機(jī)儲(chǔ)能正常。

三、斷路器三相不一致保護(hù)未動(dòng)作原因分析

5021斷路器A相跳開未重合，斷路器保護(hù)和本體三相不一致保護(hù)均未有效動(dòng)作。原因分析如下：

1、5021斷路器保護(hù)三相不一致保護(hù)未動(dòng)作原因。

根據(jù)斷路器保護(hù)裝置原理：當(dāng)不一致保護(hù)投入，任一相TWJ動(dòng)作，且無電流時(shí)，確認(rèn)為該相斷路器在跳閘位置，經(jīng)整定的動(dòng)作時(shí)間（2s）滿足不一致動(dòng)作條件時(shí)，出口跳開本斷路器。由于5021斷路器合閘回路斷開，造成5021斷路器跳位返回，未達(dá)到三相不一致保護(hù)動(dòng)作時(shí)間。故5021斷路器保護(hù)三相不一致保護(hù)正確未動(dòng)作。

2、5021斷路器本體三相不一致保護(hù)未動(dòng)作原因。

經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)檢查，5021斷路器本體三相不一致回路正確，5021斷路器本體三相不一致時(shí)間整定正確，相應(yīng)時(shí)間繼電器、返回時(shí)間繼電器正確動(dòng)作。5021斷路器本體三相不一致出口繼電器47TX出現(xiàn)卡澀。5021斷路器非全相分閘回路中47TX接點(diǎn)無法閉合，導(dǎo)致5021斷路器未跳開?，F(xiàn)場(chǎng)更換5021斷路器本體三相不一致出口繼電器47TX后經(jīng)傳動(dòng)試驗(yàn)正確。

四、其他異常原因及處理

經(jīng)排查，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)已接入監(jiān)控后臺(tái)的閉鎖信號(hào)有SF6低氣壓報(bào)警信號(hào)、SF6低氣壓閉鎖信號(hào)、低油壓分閘閉鎖信號(hào)、低油壓合閘閉鎖信號(hào)、電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)信號(hào)等。未接入監(jiān)控后臺(tái)的閉鎖信號(hào)有低油壓重合閘閉鎖信號(hào)、輔助繼電器接點(diǎn)信號(hào)，導(dǎo)致運(yùn)行值班人員無法通過監(jiān)控系統(tǒng)了解現(xiàn)場(chǎng)繼電器及斷路器運(yùn)行情況。

事故處理后，運(yùn)行值班人員對(duì)同類型斷路器本體三相不一致出口繼電器47TX及熱耦繼電器和時(shí)間繼電器狀態(tài)進(jìn)行全面排查，結(jié)合停電檢修等機(jī)會(huì)對(duì)損壞繼電器進(jìn)行更換。同時(shí)，輔助繼電器動(dòng)作信號(hào)、低油壓重合閘閉鎖信號(hào)加入監(jiān)控機(jī)監(jiān)視，便于發(fā)現(xiàn)電機(jī)控制回路故障。

五、事件啟發(fā)

在常規(guī)的500千伏變電站斷路器維護(hù)工作中，除開展正常的斷路器高壓預(yù)防性試驗(yàn)、保護(hù)定檢等工作外，還應(yīng)全面關(guān)注在設(shè)計(jì)、運(yùn)行中可能出現(xiàn)的各種異常情況，采取相應(yīng)應(yīng)對(duì)措施，制定應(yīng)急處置方案，保證電網(wǎng)的正常穩(wěn)定運(yùn)行。變電運(yùn)行人員應(yīng)該熟練掌握對(duì)斷路器的結(jié)構(gòu)原理及二次接線，并進(jìn)行相應(yīng)的反事故演練，才能正確及時(shí)地處理故障，縮短處理時(shí)間，確保電網(wǎng)和設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

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