#2發(fā)變組電壓切換板故障原因分析

長(zhǎng)安益陽(yáng)發(fā)電有限公司檢修部 李德山

#2發(fā)變組電壓切換板故障原因分析

長(zhǎng)安益陽(yáng)發(fā)電有限公司檢修部 李德山

【摘要】本文簡(jiǎn)單介紹了2011年6月某電廠#2機(jī)發(fā)變組二次回路進(jìn)行檢查過程中發(fā)現(xiàn)的電壓切換板故障問題。通過分析電壓切換的作用及原理、具體的電壓切換試驗(yàn)，判斷出電壓切換板故障的原因所在，并針對(duì)此次故障提出應(yīng)該采取的防范措施以及以后運(yùn)行過程中應(yīng)該注意的問題。

【關(guān)鍵詞】電壓切換；作用及原理；試驗(yàn)；防范措施

一、引言

2011年6月，某電廠#2機(jī)組進(jìn)行C修，在對(duì)220KV系統(tǒng)電壓變送器的校驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)電壓端子A720和N600之間有燒糊跡象。由于該電壓取自發(fā)變組電壓切換箱并且涉及到發(fā)電機(jī)的并網(wǎng)以及線路保護(hù)，故決定對(duì)與A720有關(guān)的電壓回路進(jìn)行系統(tǒng)地檢查。由于當(dāng)時(shí)線路正在運(yùn)行且保護(hù)裝置沒有任何異常，故檢查的重點(diǎn)放在了發(fā)變組。目的就是通過檢查回路和試驗(yàn)來判斷整個(gè)二次回路是否存在故障點(diǎn)，設(shè)備能否繼續(xù)正常運(yùn)行。

二、電壓切換的作用及原理

1.電壓切換的作用

對(duì)于雙母線系統(tǒng)上所連接的電氣元件，在兩組母線分開運(yùn)行時(shí)（例如母線聯(lián)絡(luò)斷路器斷開），為了保證其一次系統(tǒng)和二次系統(tǒng)的電壓保持對(duì)應(yīng)，以免發(fā)生保護(hù)或自動(dòng)裝置誤動(dòng)、拒動(dòng)，要求保護(hù)及自動(dòng)裝置的二次電壓回路隨同主接線一起進(jìn)行切換。

2.電壓切換的原理

電壓切換主要是用隔離開關(guān)兩個(gè)輔助觸點(diǎn)去啟動(dòng)電壓切換中間繼電器，利用其觸點(diǎn)實(shí)現(xiàn)電壓回路的自動(dòng)切換。其核心元件就是電壓切換中間繼電器（雙位置繼電器YQJ），如圖1所示。

圖1 電壓切換的原理圖

雙位置繼電器YQJ是一個(gè)具有兩個(gè)線圈YQJ1和YQJ2的繼電器，YQJ1由隔離開關(guān)的常開觸點(diǎn)控制，YQJ2由隔離開關(guān)的常閉觸點(diǎn)控制，YQJ觸點(diǎn)由YQJ1和YQJ2的受勵(lì)情況決定。如圖1中，當(dāng)線圈YQJ1失磁，而線圈YQJ2被勵(lì)磁時(shí)，繼電器YQJ的常開觸點(diǎn)保持不變；當(dāng)線圈YQJ2失磁，而線圈YQJ1被勵(lì)磁時(shí)，繼電器YQJ的常開觸點(diǎn)將閉合。當(dāng)YQJ1和YQJ2同時(shí)失磁或者同時(shí)被勵(lì)磁時(shí)，YQJ的觸點(diǎn)將保持原來的狀態(tài)不變。換句話說，只有線圈YQJ1和YQJ2同時(shí)改變受勵(lì)情況（也就是隔離開關(guān)的兩個(gè)輔助觸點(diǎn)同時(shí)改變）時(shí)，繼電器YQJ的觸點(diǎn)才會(huì)動(dòng)作。

下面就拿圖1中隔離開關(guān)掛在I母、掛在II母及不掛任何母線三種情況下A相電壓經(jīng)切換后的輸出電壓進(jìn)行分析。圖中A721取自第一組TV（即I母電壓），A723取自第二組TV（即II母電壓），A720為切換后的輸出電壓。當(dāng)隔離開關(guān)掛在I母時(shí)，由于隔離開關(guān)1G動(dòng)作，其常開、常閉輔助觸點(diǎn)均會(huì)變位，對(duì)應(yīng)的1YQJ2將失磁，而1YQJ1將被勵(lì)磁，在電壓切換回路中雙位置繼電器1YQJ的常開觸點(diǎn)將閉合。由于隔離開關(guān)2G沒動(dòng)作，其常開、常閉輔助觸點(diǎn)均保持不變，對(duì)應(yīng)的2YQJ1保持原來的失磁狀態(tài)，2YQJ2保持原來的受勵(lì)狀態(tài)，在電壓切換回路中雙位置繼電器2YQJ的常開觸點(diǎn)不動(dòng)作。這樣A720所輸出的電壓即為A721處的電壓即I母電壓。同理，當(dāng)隔離開關(guān)掛在II母時(shí)，A720所輸出的電壓則為A723處的電壓即II母電壓。當(dāng)隔離開關(guān)不掛任何母線時(shí)，由于1G和2G都沒動(dòng)作，它們的輔助觸點(diǎn)均不會(huì)變位，1YQJ和2YQJ的常開觸點(diǎn)均保持?jǐn)嚅_，A720所輸出的電壓將為零。由以上的分析可看出，電壓經(jīng)過切換后，滿足了一次系統(tǒng)和二次系統(tǒng)的電壓保持對(duì)應(yīng)的要求。

三、檢查試驗(yàn)過程

切換后的輸出電壓（A720、N600）除了供給220KV系統(tǒng)電壓變送器用之外，還有一個(gè)重要用途就是供給同期裝置系統(tǒng)電壓。由于涉及到#2機(jī)組的并網(wǎng)問題，故決定對(duì)整個(gè)電壓回路進(jìn)行檢查試驗(yàn)，以確保設(shè)備正常運(yùn)行。

整個(gè)檢查試驗(yàn)分三部分進(jìn)行：

1.母線PT出口至電壓切換箱的輸入之間的回路。當(dāng)時(shí)檢查發(fā)現(xiàn)網(wǎng)控線路保護(hù)沒有任何異常，且PT二次空開沒有跳開，故可判斷PT出口至網(wǎng)控段回路完好。進(jìn)一步用萬用表測(cè)得進(jìn)電壓切換箱前的采樣電壓A630、A640對(duì)N600均為60V，故可判斷母線PT出口至電壓切換箱之間的回路完好。

2.電壓切換輸出至同期裝置和變送器之間的回路。用萬用表測(cè)量切換后輸出電壓A720、N600電壓為零；用通斷方法測(cè)得電壓切換輸出至同期裝置和變送器之間的回路正確，無斷開和寄生回路；用搖表測(cè)得回路絕緣合格。故可判斷電壓切換輸出至同期裝置和變送器之間的回路完好。

3.電壓切換箱中的切換回路。將電壓切換的輸入電壓外部端子線A630、A640和N600甩開并包扎好，以防止試驗(yàn)對(duì)正在運(yùn)行運(yùn)行的電壓回路產(chǎn)生沖擊。送上電壓切換箱的工作電源，模擬隔離開關(guān)掛I母狀態(tài)，在端子A630、N600處加試驗(yàn)電壓60V，并斷開1G的常閉觸點(diǎn)，短接1G的常開觸點(diǎn)，測(cè)得切換輸出電壓A720、N600電壓為零。故可判斷電壓切換回路有問題。退出試驗(yàn)，將電壓切換板拔出后發(fā)現(xiàn)電壓切換板已被燒壞，如圖2所示。圖中燒糊處即為故障點(diǎn)，燒斷的銅薄即雙位置繼電器的輸出觸點(diǎn)回路。

圖2

四、故障原因分析及防范措施

從切換板的故障情況看，能使銅薄燒斷的原因只有一個(gè)，那就是有大電流通過。結(jié)合220KV系統(tǒng)電壓變送器電壓端子A720和N600之間有燒糊跡象這一現(xiàn)象分析，在端子A720和N600處曾經(jīng)發(fā)生過金屬性或者非金屬性短路。但從另一現(xiàn)象看，PT二次空開沒有跳開，而直接燒壞切換板，考慮到該板子已運(yùn)行6年有余，電子元件長(zhǎng)期帶電容易使絕緣受損，說明切換板的絕緣已經(jīng)老化。

由上述分析可知，端子A720和N600處發(fā)生短路是切換板燒壞的直接原因，切換板的絕緣老化是故障的主要原因。

鑒于電壓切換板的重要性，為了防止板子故障影響機(jī)組的穩(wěn)定運(yùn)行，針對(duì)此次故障，有必要采取以下防范措施：

1.定期對(duì)切換板進(jìn)行絕緣、電壓沖擊試驗(yàn)。

2.定期對(duì)完整的PT二次回路進(jìn)行絕緣檢查。

3.保持良好的室內(nèi)環(huán)境溫度和濕度。因?yàn)檫^熱容易使元件老化，濕度太高是發(fā)生非金屬性短路的原因之一。

4.保證完好的安措制度。例如，在隔離開關(guān)操作過程中，要保證雙位置繼電器復(fù)位后再斷開繼電器的工作電源。否則，很可能發(fā)生隔離開關(guān)不掛任何母線時(shí)由于雙位置繼電器保持原態(tài)使本該為零的切換后輸出電壓帶電。這樣很容易導(dǎo)致工作中發(fā)生金屬性短路。

五、結(jié)束語(yǔ)

電壓切換回路是一個(gè)重要回路，它的故障不僅會(huì)導(dǎo)致發(fā)電機(jī)無法并網(wǎng)，電壓顯示不正確，還可能導(dǎo)致保護(hù)誤動(dòng)作，嚴(yán)重影響系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。所以針對(duì)電壓切換回路制定完好的工作制度和定期對(duì)回路的檢查試驗(yàn)都是必須的，因?yàn)橥旰玫墓ぷ髦贫仁潜苊夤收习l(fā)生最直接的辦法，而試驗(yàn)則是檢驗(yàn)設(shè)備和回路完好正確的最有效的辦法。

作者簡(jiǎn)介：

李德山（1981—），男，廣西桂林人，2003年6月畢業(yè)于鄭州電力高等專科學(xué)校，工程師，研究方向：電氣工程及其自動(dòng)化。