220KV變電站斷路器跳閘事故原因及對策

摘 要：文章介紹斷路器跳閘故障原因，針對回路存在的問題，提出了相應(yīng)的解決對策。

關(guān)鍵詞：變電站；斷路器；跳閘故障；對策

中圖分類號：：TM56 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

1故障分析

某供電局所轄的3座220kV變電站累計發(fā)生了5起斷路器控制電源跳閘故障，監(jiān)控系統(tǒng)后臺報控制回路斷線，使斷路器失去保護(hù)，直接威脅到電網(wǎng)的安全可靠運(yùn)行。現(xiàn)場檢查該控制回路，發(fā)現(xiàn)測控屏上指示燈過熱短路，造成控制電源空開過流跳閘，導(dǎo)致斷路器在系統(tǒng)故障時不能正確動作以隔離故障設(shè)備，使事故擴(kuò)大化。發(fā)生故障的指示燈回路如圖1所示，電源直接取自控制電源，沿用了傳統(tǒng)變電站控制盤斷路器狀態(tài)監(jiān)視指示燈回路的設(shè)計。

圖1綜自監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控回路常規(guī)設(shè)計原理圖

2故障分析

2.1回路分析

目前，220kV及以上電壓等級變電站都采用了綜自監(jiān)控系統(tǒng)，然而在監(jiān)控系統(tǒng)中仍保留了常規(guī)控制屏上的指示燈及其相關(guān)回路，即在測控屏控制手把上設(shè)置監(jiān)視分合閘狀態(tài)和回路完整性的二極管型分合閘指示燈來代替?zhèn)鹘y(tǒng)控制盤上的指示燈。根據(jù)傳統(tǒng)設(shè)計思路，KK手把的信號燈回路直接接人開關(guān)的控制回路。

圖1回路較傳統(tǒng)設(shè)計結(jié)構(gòu)緊湊，但近期發(fā)現(xiàn)，采用某N2型KK手把的綜自監(jiān)控系統(tǒng)多次出現(xiàn)指示燈損壞短路導(dǎo)致控制電源跳開，造成開關(guān)失去控制電源的嚴(yán)重事故。更換損壞燈具時，斷開控制電源會影響繼電保護(hù)裝置對開關(guān)的保護(hù)，但不斷開控制電源或僅作挑線處理，可能留下安全隱患，誤碰接線甚至可能造成開關(guān)誤動。

經(jīng)過分析查明，設(shè)計人員對該信號燈回路的現(xiàn)場使用情況了解不足，導(dǎo)致選取的信號燈回路功率電阻的裕量偏小，長期使用導(dǎo)致電阻發(fā)熱量較大甚至燒壞。一旦電阻燒壞，信號燈回路將短路，造成控制回路電源短路跳閘。在控制回路失電期間，系統(tǒng)出現(xiàn)故障，開關(guān)會拒動，嚴(yán)重時短路甚至?xí)?dǎo)致開關(guān)誤動。

2. 2改進(jìn)思路

針對回路存在的問題，可使用測控屏上的遙信電源取代控制電源，如圖2所示。

圖2僅將指示燈回路的電源由控制母線KM移到信號母線XM，其它做了相應(yīng)的小改動。因HWJ和TWJ反映了控制電源狀態(tài)，故通過改進(jìn)指示燈不但能夠監(jiān)視到分合閘狀態(tài)及控制回路的完整性（即常規(guī)設(shè)計方式所監(jiān)視的內(nèi)容），還能直觀地監(jiān)視到信號電源是否正常。通常，監(jiān)視信號（遙信）電源采取以下3種方式：

（1）相鄰測控裝置互相監(jiān)視；

（2）正電源端直接短接到遙信開人并取反；

（3）遙信與測控裝置共用電源，通過測控裝置自檢信息的通信狀況可間接判斷。

這3種方式只能通過后臺信息來判斷電源狀態(tài)。改進(jìn)后的回路增強(qiáng)了設(shè)備安全運(yùn)行可靠性，在指示燈短路情況下，開關(guān)控制電源不受影響，從而不會影響開關(guān)的跳合閘，便于處理故障，維護(hù)更加安全。

3解決方案

針對測控屏指示燈短路引發(fā)的控制電源跳閘故障，對所屬全部設(shè)備進(jìn)行認(rèn)真排查并制定專門反措：

（1）要求供貨廠家提供新型燈板對待投運(yùn)設(shè)備進(jìn)行更換；

（2）對具備整改條件的現(xiàn)場，將控制電源改為遙信電源；

（3）無法帶電更換時，采取臨時挑開指示燈回路的措施，待條件具備時再更改接線并更換指示燈。

3.1控制電源改為遙信電源

本操作實(shí)例是將圖3的接線形式改為 圖4。由于指示燈正電端均并接于開關(guān)控制電源正電端J101（+KM），因此需將指示燈的正電端接線由J101改為遙信+XM，而保護(hù)操作箱屏需新接一線芯到一XM。此時需在測控屏與保護(hù)操作箱屏間新增一線芯，如果原電纜有備用芯，那么只需啟用該電纜的一顆備用芯。核對出備用線芯后，將測控遙信電源一XM接至保護(hù)操作箱的TWJ和HWJ供電，而指示燈回路中的J135和JloS無需改動。當(dāng)然，新放電纜的成本較高且工作量大。

圖4控制電源改為遙信電源后的接線回路圖

3. 2臨時挑開燈回路

由于綜自變電站的運(yùn)行人員以監(jiān)視監(jiān)控后臺為主，因此臨時挑開指示燈回路不會給運(yùn)行帶來太大影響。針對部分無人值班變電站測控屏與保護(hù)操作箱屏間電纜沒有備用芯，可考慮臨時取消測控屏指示燈回路，但在拆除接線時必須確保拆接線的正確性。

在圖3中，當(dāng)開關(guān)在合位時，HWJ閉合，J135回路帶負(fù)電；TWJ打開，J105與J101等電位帶正電。在這種情況下，針對紅燈回路的技術(shù)措施：采用萬用表監(jiān)視測控屏端子排的J135電壓為負(fù)，挑開保護(hù)操作箱屏J135接線后，用萬用表可監(jiān)視到電壓由負(fù)變?yōu)檎藭r測控屏和保護(hù)操作箱屏兩端可挑開測控屏外口的J135接線并做好絕緣措施。針對綠燈回路的技術(shù)措施：采用萬用表監(jiān)視保護(hù)操作箱屏端子排的J105電壓為正，挑開測控屏端子排JI05接線后，用萬用表可監(jiān)視到電壓由正變無，此時兩端可挑開測控屏外口的J105接線并做好絕緣措施。開關(guān)在分位時也可采用此方法。對于保護(hù)操作箱屏，只拆除J135和J105兩顆線芯并做好絕緣處理。對于測控屏，還需挑開指示燈正電端接線，該線通常與開關(guān)控制電源正電端Jl0l并接于端子排，J135或J105接線位置電壓為正（假設(shè)此時J135和Jl05均已挑開），挑開指示燈正電端接線，則電壓由正變無，此時拆除該線芯并做好絕緣處理。

結(jié)語

針對某220kV變電站發(fā)生的多起斷路器控制電源跳閘故障，對控制回路進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)測控屏指示燈過熱短路是造成故障的原因。針對測控屏指示燈短路引發(fā)的控制電源跳閘故障，提出了相應(yīng)的解決對策。

參考文獻(xiàn)

[1]丁書文.變電站綜合自動化原理及應(yīng)用[M].第2版.北京：中國電力出版社，2010

[2]陳家斌.電力生產(chǎn)安全技術(shù)及管理[M].北京：中國水利電力出版社，2003

[3]黃益莊.變電站綜合自動化技術(shù)[M].北京：中國電力出版社，2000

[4]陳家斌.電力生產(chǎn)安全技術(shù)及管理[M].北京：中國水利電力出版社，2003