220kV西門子3AQ1EE型開關(guān)N2泄露故障情況技術(shù)分析

【摘? 要】結(jié)合幾起220kV西門子3AQ1EE型開關(guān)N2泄露告警故障的案例，對造成分合閘閉鎖的缺陷表象、缺陷原因進行深入分析，對今后220kV西門子3AQ1EE型開關(guān)N2泄露故障消缺具有良好的借鑒意義。

【關(guān)鍵詞】3AQ1EE;N2泄露;微動開關(guān)

在電力系統(tǒng)運行期間，220kV斷路器故障十分常見，其中液壓型斷路器N2泄露故障導(dǎo)致分合閘閉鎖原因多樣，危害較大，若不加以及時有效的解決，勢必會在一定程度上影響電力系統(tǒng)的安全運行，故正確認(rèn)識220kV液壓型斷路器N2泄露的危害，認(rèn)真分析其原因并積極尋求解決之道，不僅重要而且必要。

一、事件概述

2019年2月7日，220kV 某站#1主變變高2201開關(guān)監(jiān)控后臺報“#1主變變高側(cè)2201斷路器SF6或N2泄露”“#1主變變高側(cè)2201斷路器跳合閘閉鎖”“#1主變高壓側(cè)2201第一組控制回路斷線”信號，運行人員到達(dá)現(xiàn)場檢查，發(fā)現(xiàn)開關(guān)液壓機構(gòu)N2壓力值為35.5Mpa，開關(guān)本體SF6壓力0.7Mpa，壓力均在正常范圍之內(nèi)。查看后臺信息報文發(fā)現(xiàn)存在油泵啟動情況，無其異常信號，運行人員操作機構(gòu)箱復(fù)歸按鈕，信號復(fù)歸，設(shè)備信號恢復(fù)正常。但接下來在一個月內(nèi)該站其他兩臺同廠家型號（如表1所示）同一時期投運的線路開關(guān)陸續(xù)出現(xiàn)N2泄露告警信號。

二、缺陷分析

經(jīng)統(tǒng)計，220kV 某站的220kV間隔現(xiàn)有六臺西門子3AQ1EE型開關(guān)，均投產(chǎn)于1999年，3AQ1型開關(guān)是一種采用SF6氣體作為絕緣和滅弧介質(zhì)的壓氣式戶外式高壓開關(guān)，三相設(shè)計。3AQ1-EE型開關(guān)每相裝有一套液壓操作機構(gòu)，開關(guān)液壓操作機構(gòu)分別由操作機構(gòu)和液壓儲能筒及控制單元組成。操作機構(gòu)包括液壓缸、油箱和閥塊組成。

1、表象分析

220kV西門子3AQ1EE型開關(guān)在正常投運時，液壓儲能筒活塞一側(cè)預(yù)充氮氣（20Mpa左右），另一側(cè)連高壓油路。儲能時油泵將油打入液壓儲能筒高壓油一側(cè)，預(yù)充氮氣被壓縮，達(dá)到設(shè)定壓力（32Mpa以上）時停止，液壓儲能筒活塞兩側(cè)壓力動態(tài)平衡。當(dāng)由于操作、內(nèi)部泄漏、環(huán)境溫度下降及氮氣泄漏等因素使壓力下降至壓力監(jiān)控器的動作壓力（32Mpa）以下時，油泵接通將油重新從油箱打入液壓儲能筒，當(dāng)壓力達(dá)到32MPa時，通過壓力開關(guān)B1以及一只連著的時間繼電器，在約三秒鐘之后泵重新停止。

當(dāng)壓力降至壓力監(jiān)視器的動作壓力以下時，油泵接通，它將油從油箱重新打入液壓儲能筒。當(dāng)壓力達(dá)到動作壓力時，通過壓力開關(guān)以及一只連著的時間繼電器，在約3秒之后泵重新停止。在達(dá)到“N2泄露”壓力（35.5Mpa）時，壓力監(jiān)控器動作并作出：（1）在時間繼電器生效之前，油泵組合迅速停機;（2）發(fā)“N2泄露”信號;（3）開關(guān)閉鎖，立即不能合閘，通過一只時間繼電器延時3小時之后（標(biāo)準(zhǔn)調(diào)節(jié)），開關(guān)不能分閘。

從220kV西門子3AQ1EE型開關(guān)二次回路圖可看出，N2總閉鎖和N2泄露這兩條回路導(dǎo)通，會導(dǎo)致“#1主變變高側(cè)2201斷路器SF6或N2泄露”“#1主變變高側(cè)2201斷路器跳合閘閉鎖”“#1主變高壓側(cè)2201第一組控制回路斷線”。造成K9持續(xù)勵磁，油泵持續(xù)打壓有兩個原因：①微動開關(guān)的B1（1＼2接點）發(fā)生黏粘，造成時間繼電器K15一直得電，K9持續(xù)勵磁，油泵一直打壓至35.5Mpa，發(fā)氮氣泄露信號，并且切斷油泵啟動控制回路，油泵停止打壓。②K15時間繼電器老化，繼電器失電后延遲3S未斷開，導(dǎo)致K9持續(xù)勵磁，油泵一直打壓至35.5Mpa，發(fā)氮氣泄露信號，并且切斷油泵啟動控制回路，油泵停止打壓。

2、深入分析

2019年2月25日，220kV 某站#1主變變高2201開關(guān)轉(zhuǎn)為檢修狀態(tài)，檢修人員協(xié)同廠家人員到現(xiàn)場處理故障?，F(xiàn)場將壓力降低至31Mpa時，電機正常起泵，壓力值達(dá)到33Mpa時，電機停止，B1的123接點，K15繼電器均正常。強行按K9繼電器，繼續(xù)打泵，打至35Mpa時，B1的45接點動作，K81動作，現(xiàn)場量N2泄露信號接點均導(dǎo)通，持續(xù)打壓至39.5Mpa時，安全閥動作。將壓力降低至27.3Mpa和25.3Mpa，合閘閉鎖和分閘閉鎖均動作，閉鎖正常。將壓力泄歸至零，重新建壓，氮氣預(yù)充壓力值為19Mpa，預(yù)充壓力值合格。經(jīng)過一系列檢查發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)場各零部件均正常，將上述步驟反復(fù)試驗多次，試驗結(jié)果均正常，故障現(xiàn)象消失。

圖1開關(guān)二次回路（1）? ? ? 圖2：開關(guān)二次回路（2）

三、故障分析小結(jié)

通過上述故障分析處理，可以得出微動開關(guān)B1（1/2）接點黏粘是導(dǎo)致此故障的根本原因，為了避免相同的故障在同型號設(shè)備出現(xiàn)，在今后的開關(guān)A、B修中也將加強對微動開關(guān)壓力表校驗（或調(diào)整）及各元器件的檢查，力爭在故障發(fā)現(xiàn)前制止故障的產(chǎn)生，保證設(shè)備的穩(wěn)定運行。同時，運行人員加強對同一型號的設(shè)備跟蹤巡視，如若再發(fā)生此類故障，應(yīng)立即到現(xiàn)場查看液壓機構(gòu)工作、實際壓力情況，斷開油泵儲能電源空開，尤其查看油泵控制繼電器K15動作發(fā)信繼電器K9動作情況，排除氮氣真泄露的情況，確定壓力值達(dá)到35.5Mpa，可以先手動復(fù)歸信號，待檢修班組趕來現(xiàn)場進行進一步處理。

結(jié)束語

220kV西門子3AQ1EE型開關(guān)N2泄露告警閉鎖分合閘直接影響著供配電的安全可靠性，特別是因運行年限元器件老化缺陷會引起同類、同批次設(shè)備故障，對企業(yè)生產(chǎn)影響較大。本研究對于處理類似開關(guān)N2泄露告警現(xiàn)象，在發(fā)生故障時能快速準(zhǔn)確判斷事故原因，快速消除故障具有一定的參考與借鑒意義。

參考文獻：

[1]黃東方，西門子開關(guān)二次回路改造的若干問題及對策 【J】.機電信息 2012，（3）.

作者簡介：

溫振興（1990-05）性別：男 籍貫：廣東省 梅州市? 職稱：工程師 研究方向：電氣工程及其自動化。

（作者單位：廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司惠州供電局）