交流電源串入直流電源回路導(dǎo)致斷路器跳合閘原因分析

黃容芳

中廣核紅花（流域）公司大埔電廠，廣西 柳州 545200

目前，電廠和變電站大多采用直流電源對(duì)繼電器保護(hù)和斷路器的回路控制進(jìn)行供電，因?yàn)橹绷麟娐肪哂袛?shù)量多、分布廣等特點(diǎn)。電廠和變電站在工作運(yùn)行時(shí)，常常會(huì)出現(xiàn)建筑施工或設(shè)備改造和工作同時(shí)進(jìn)行的情況，一旦工作出現(xiàn)失誤，交流電源很有可能串入直流電源回路，導(dǎo)致斷路器跳合閘的現(xiàn)象產(chǎn)生。考慮到直流電路有分布電容的存在，可能會(huì)有交流電源通過分布電容開啟繼電器的現(xiàn)象出現(xiàn)，這樣會(huì)使得多臺(tái)電路器都出現(xiàn)跳閘或者合閘，造成很嚴(yán)重的影響。本文列舉了一些地方電廠斷路器跳合閘的情況，并對(duì)跳合閘的原因進(jìn)行了一些分析，提出了一些相關(guān)的建議。

1 斷路器跳合閘故障現(xiàn)象

1.1 陜西電廠35 kV斷路器跳閘故障

故障現(xiàn)象：斷路器跳閘，具體故障為：合閘接觸器線圈燒壞，故障結(jié)果：輸出斷路器跳閘、合閘電磁鐵和合閘機(jī)構(gòu)損壞。

相關(guān)檢查：該裝置帶有10 kV真空斷路器電磁接觸器線圈，合閘時(shí)輸出0.4 A的電流，同時(shí)還有35 kV SF6斷路器彈簧儲(chǔ)能機(jī)構(gòu)，合閘時(shí)線圈輸出2.2 A的電流。合閘線圈以及接觸器線圈將會(huì)長時(shí)間的帶有0.4A～2.2 A的電流，他們長時(shí)間的帶電，很容易被燒壞。

1.2 長沙電廠開關(guān)跳合閘故障

故障現(xiàn)象：啟備變斷路器開關(guān)跳開，1號(hào)機(jī)的斷路器開關(guān)合上，沒有搜索到保護(hù)信號(hào)。

設(shè)備故障前運(yùn)行方式：1號(hào)機(jī)斷路器開關(guān)處于開啟狀態(tài)，一號(hào)線和二號(hào)線斷路器開關(guān)、母聯(lián)電路器開關(guān)以及其啟備變短路器開關(guān)都處于閉合狀態(tài)。

相關(guān)檢查：使用直流電源系統(tǒng)對(duì)1號(hào)機(jī)斷路器和啟備變斷路器進(jìn)行回路電流的保護(hù)控制。而一號(hào)線和二號(hào)線斷路器使用220 kV升壓站直流電源系統(tǒng)進(jìn)行回流電源的保護(hù)控制工作。經(jīng)過調(diào)查發(fā)現(xiàn)，事故發(fā)生時(shí)，空預(yù)器正在進(jìn)行工作，它的工作主要是將空預(yù)器的控制回路從220V的交流電源變成直流電源。經(jīng)過初步認(rèn)定發(fā)現(xiàn)，這次的事故是由于空預(yù)器工作時(shí)把交流電源串入直流電源回路引起的。

因?yàn)閱渥償嗦菲鏖_關(guān)已經(jīng)合上，所以只需要針對(duì)1號(hào)機(jī)斷路器進(jìn)行研究實(shí)驗(yàn)。從安全角度考慮，應(yīng)該單獨(dú)使用一組蓄電池給一號(hào)機(jī)電路器進(jìn)行供電。在試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)將交流電源的火線經(jīng)過調(diào)壓器輸出接到斷路器操作箱的負(fù)極，零線要接地，可以發(fā)現(xiàn)1號(hào)機(jī)斷路器操作箱上的繼電器和電壓切換箱上的繼電器開始活動(dòng)。另外，還可以不經(jīng)過調(diào)壓器，將交流電源的火線直接接到一號(hào)機(jī)電路器操作箱上的直流電源負(fù)極處，發(fā)現(xiàn)開關(guān)由原來的分開變成閉合，再次重復(fù)試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)斷路器跳閘。

1.3 湘潭電廠500kV斷路器跳閘故障

故障現(xiàn)象：3臺(tái)電路器同時(shí)跳閘，開關(guān)站全部失壓，3號(hào)主變和3號(hào)機(jī)組廠用電，4號(hào)主變失電。

故障前運(yùn)行方式：3號(hào)機(jī)未開機(jī)，4號(hào)機(jī)未投產(chǎn)，1號(hào)線和2號(hào)線負(fù)荷較小，機(jī)組部分按照常用負(fù)荷運(yùn)行。故障產(chǎn)生之后，沒有任何保護(hù)動(dòng)作信號(hào)，斷路器的保護(hù)記錄中有斷路器多次啟動(dòng)和復(fù)歸的記錄，斷路器操作箱上第1、2兩組跳閘紅色信號(hào)燈都是亮著的。總體來說，故障時(shí)的電流和電壓沒有明顯的異常。值得注意的是，工作人員說曾經(jīng)聽到3個(gè)斷路器操作箱中繼電器發(fā)出較高頻率的異常響聲。

相關(guān)檢查：3個(gè)斷路器同時(shí)跳閘，和正常的保護(hù)工作有偏離，嚴(yán)格的來講，沒有哪個(gè)保護(hù)工作能做到同時(shí)切斷三個(gè)斷路器，而從實(shí)際情況來看，機(jī)器并沒有保護(hù)動(dòng)作的信號(hào)。人們對(duì)回路進(jìn)行了具體的相關(guān)檢查，發(fā)現(xiàn)有一處出現(xiàn)了接線錯(cuò)誤，也就是這一處錯(cuò)誤，導(dǎo)致了主廠房中直流電源中串入了交流電源，出現(xiàn)了斷路器跳閘現(xiàn)象。

2 斷路器跳合閘原因分析

我們對(duì)交流電源串入直流電源回路導(dǎo)致斷路器跳閘的現(xiàn)象進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，通常情況下，合閘回路一般容易產(chǎn)生合閘線圈和合閘接觸器線圈的燒壞等故障，嚴(yán)重時(shí)，會(huì)產(chǎn)生合閘電磁鐵機(jī)構(gòu)損壞以及輸出斷路器跳閘的現(xiàn)象。出現(xiàn)這些故障的原因主要有：斷路器的電流傳輸不夠靈活；電池電量不夠；斷路器中的儲(chǔ)能彈簧沒能完成儲(chǔ)能的工作；合閘保險(xiǎn)沒有合上，或出現(xiàn)接觸不良和熔斷的現(xiàn)象；合閘電磁鐵和接觸器的故障；斷路器自身其他部件的故障等。

3 對(duì)電路器跳合閘現(xiàn)象的建議

交流電源串入直流電源回路，會(huì)引起繼電器的抖動(dòng)，造成跳閘或合閘等較為嚴(yán)重的后果。我們必須采取適當(dāng)?shù)拇胧瑏肀苊膺@些事故的發(fā)生。

3.1 采用大功率繼電器

根據(jù)國家對(duì)電網(wǎng)公司實(shí)行的一些政策，我們要對(duì)一些重要的電路應(yīng)采取使用大功率，能夠強(qiáng)電啟動(dòng)的繼電器。這里所說的繼電器，要求達(dá)到高于5W的動(dòng)作功率，同時(shí)還要求有不小于10ms的動(dòng)作時(shí)間。根據(jù)國家對(duì)電網(wǎng)公司制定的新的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)規(guī)范，我們可以在電流回路中安裝大功率的重動(dòng)繼電器，或者可以利用相關(guān)軟件對(duì)電路進(jìn)行有效地安全防護(hù)。根據(jù)國家推行的對(duì)變壓器的保護(hù)措施可以看出，要求電壓器的動(dòng)作速度不得小于10ms，這樣對(duì)變壓器有良好的保護(hù)作用。

從這些政策可以看出，它們都是以避免交流電源傳入直流電源回路為目的的，將這些政策落實(shí)到實(shí)際裝置的運(yùn)行上，能夠很好的防止斷路器的跳合閘現(xiàn)象。

3.2 直流系統(tǒng)可以分段運(yùn)行

為了盡可能的阻止交流電源串入直流電源回路中，避免一些裝置的異常工作行為，以及減少事故的發(fā)生，我們應(yīng)該采用直流蓄電池組，并對(duì)負(fù)荷進(jìn)行合理的分配，是各組承擔(dān)的負(fù)荷達(dá)到平衡。每個(gè)發(fā)電廠或電力公司的直流系統(tǒng)要做到獨(dú)立，對(duì)于多組直流系統(tǒng)要進(jìn)行分段運(yùn)行的方式。

3.3 采取安全措施

各發(fā)電廠或電力公司在對(duì)自身電力設(shè)備進(jìn)行安裝或檢修工作的時(shí)候，必須主動(dòng)地采用一些安全措施，有效地進(jìn)行安全保護(hù)，從而避免直流電源回路中交流電源的串入現(xiàn)象。

3.4 使用錄波裝置

我們還應(yīng)該鼓勵(lì)使用錄波裝置，把直流電源的電壓導(dǎo)入錄波裝置，再有交流電源的時(shí)候啟動(dòng)該裝置，并在發(fā)現(xiàn)交流電源串入直流電源回路時(shí)，及時(shí)的發(fā)出警報(bào)，使其能夠很快的被處理，同時(shí)它也有利于事故后的分析工作的進(jìn)行。

4 結(jié)論

電廠和變電站在工作時(shí)，往往會(huì)遇到交流電源串入直流電源回路，導(dǎo)致斷路器跳合閘的現(xiàn)象發(fā)生。我們應(yīng)該及時(shí)的分析故障，并對(duì)其才去適當(dāng)?shù)拇胧詼p少事故的發(fā)生。

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