儲能行程開關故障導致有二次缺陷的斷路器無法合閘

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1 故障簡述

該間隔為建站時配置的備用間隔,此次啟動是為了平衡各個主變的負荷,將重載母線的負荷割接到輕載母線上,因此該間隔從未運行過。高壓柜型號為XGNZ-12,斷路器型號為ZN28-12,保護裝置型號為RCS-9611C。

當日執(zhí)行10kV某饋線啟動方案,將該饋線斷路器由熱備用轉(zhuǎn)運行時,配調(diào)通知當值合閘指令發(fā)出后合閘超時,沒有任何報文,包括斷路器控制回路斷線告警信號。運行人員現(xiàn)場檢查后臺檢查光字牌和報文都沒有任何故障信息。高壓柜的分閘指示燈、儲能指示燈都亮,斷路器機械指示分閘,儲能指示已儲能,“遠方/就地”把手打在“遠控”,儲能方式打在合位置,檢查保護測控裝置,該時間點曾收到合閘指令,說明合閘命令送達測控裝置。萬用表測量控制電源和儲能電源均正常,排查合閘回路時發(fā)現(xiàn)遙合或者就地手合斷路器時,410和418端子都是DC+57V。

2 故障分析

圖2 RCS-9611C斷路器控制回路圖

2.1 正常情況下,端子排1D2的402端子接DC+55V電源,端子排1D25的420端子接DC-55V電源,55V為直流110V系統(tǒng)的標準正負其中一極電壓,一般都會略高。如圖2所示,因為合閘回路上的410和418端子都是和402一樣DC+57V,說明合閘回路在418端子之前合閘回路都是通路的,可以排除電氣五防鎖 WF、“遠方就地”把手QK、遙合繼電器觸點YHJ、合閘出口壓板11LP9、防跳閉鎖繼電器觸點TBJV、合閘保持繼電器HBJ的問題。剩下的排查對象只剩儲能行程開關的觸點CK、斷路器常閉輔助觸點DL和合閘線圈HQ,這些元件在斷路器本體機構(gòu)內(nèi)部,需要停電檢查。

2.2 將該饋線轉(zhuǎn)為冷備用后,檢查合閘線圈HQ內(nèi)阻為110Ω,內(nèi)阻正常,斷路器輔助觸點DL閉合,儲能行程開關CK觸點斷開,但是彈簧儲能到位。判斷儲能行程開關內(nèi)部彈簧老化彈力下降或者彈片卡澀導致觸點無法接通。圖2中斷路器儲能成功后,儲能行程開關應到位,然后CK觸點閉合,接通合閘回路。如果儲能成功,但是行程開關沒有到位,即CK觸點不會閉合,合閘不能保持,斷路器即無法合閘。

2.2 保護和監(jiān)控系統(tǒng)分、合斷路器,應經(jīng)“遠方/就地”切換開關控制,并能對保護分、合閘回路完好性進行有效監(jiān)視。[1]圖2中跳位監(jiān)視回路沒有串入儲能行程開關觸點CK,只要跳位繼電器TWJ動作,即顯示為斷路器分位,而在彈簧未儲能時,即不具備合閘條件時,斷路器控制回路斷線不能及時發(fā)現(xiàn)。這樣造成問題有兩個,一是儲能是否到位不能有效監(jiān)視,二是送電前不能判斷合閘回路是否存在問題。

3 處理建議

圖3 優(yōu)化后的控制回路圖

3.1 如圖3所示,將端子排1D19-1D20短接后,遙控分合閘和就地分合閘均成功。確認彈簧在儲能狀態(tài),短接端子排1D19-1D20,拆除1D20至機構(gòu)方向(即⑧、⑥之間)的連線。這樣能有效監(jiān)視合閘回路,同時能在回路異常時,如儲能接點斷開時發(fā)現(xiàn)“控制回路斷線”的信號,避免了送電前的發(fā)現(xiàn)再處理,符合繼電保護的可靠性基本要求。

3.2 僅優(yōu)化后控制回路后,發(fā)現(xiàn)保護裝置和后臺機均能正確出現(xiàn)“控制回路斷線”的信號,更換新的儲能行程開關后,觸點CK閉合,“控制回路斷線”的信號消失。后臺機嘗試合閘,選擇斷路器返校成功,隨后發(fā)出合閘命令,合上斷路器。將遠方就地把手打在“就地”位置,現(xiàn)場嘗試合上斷路器,斷路器順利合上。

4 存在問題

目前斷路器運行時都是在“已儲能”的狀態(tài),即儲能機構(gòu)都是到位,儲能行程開關的開關都是在合上位置,壓迫彈簧從而壓緊彈片。這樣的問題在于,長期的壓力可能導致彈簧疲勞和彈片變形,最終影響儲能行程開關的觸點正確動作。但受制于已有機構(gòu)的設計,基本不可能改變儲能行程開關的動作形式,讓儲能行程開關變成不是常態(tài)化動作狀態(tài)。