對220 kV天明變電站一起母線刀閘缺陷的處理及分析

陳芳

摘 要：2010年3月10日，綿陽電業局220 kV天明變電站220 kV里天線2 662刀閘嚴重放弧。原因是：電動刀閘長期運行后，軸有變位情況，C相尤其嚴重，導致刀閘動、靜觸頭抱合不緊，局部放弧嚴重。由于我發現缺陷及時，且正確、果斷地處理了缺陷，及時阻止了缺陷的進一步發展，減少對設備損壞的程度，操作中保證了人身安全，保證了非故障設備正常運行。通過對這起母線刀閘缺陷處理的三種方案進行分析、比較。由此可見：準確判斷分析缺陷是正確處理的關鍵，根據缺陷發展的不同階段，采取不同的處理方式。

關鍵詞：母線刀閘；缺陷；處理；分析

中圖分類號：TM6312 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2014）11-0083-02

1 缺陷實際處理簡要過程

1.1 當時運行方

單臺主變降壓運行，220 kV、110 kV均為雙母線帶專用旁路母線。220 kV出線共5回，袁天線261開關、天大線263開關、3號主變203開關運行在220 kVⅠ母；江天線262開關（電源點）、赤天線264開關、里天線266開關（電源點）運行在220 kVⅡ母。110 kV出線7回，其中5回各連接1個110 kV變電站，并作為該站的電源線路，2回接有重要負荷。屬于重要的樞紐變電站。

站內新建2號主變及220 kV一個出線間隔電氣安裝調試工作正緊張進行，站內檢修人員很多。

1.2 缺陷情況

2010年3月10日15時08分，我進行設備巡視剛到新建2號主變間隔，就聽見旁邊的220 kV里天線2 662刀閘C相有異常聲音，發現C相刀閘發出一大團紅紅的火光，嚴重放弧，弧光間隙發生（大約30 s左右一次），時大時小，伴隨著“哄——哄”巨大的聲音，且弧光、聲音有增大趨勢。

1.3 發生缺陷的設備型號

刀閘為GW22-220 W型單柱垂直斷口單臂式戶外交流高壓隔離開關，配CJ11-Ⅱ型電動操作機構，南京電氣集團有限責任公司生產；北京ABB開關廠LTB245E1六氟化硫開關，配BLK222彈簧操作機構；導線型號：LGJQ-300，線路最大允許負荷電流700 A。

1.4 母線及線路保護配置

220 kV里天線線路配有RCS-931光纖差動保護一套及RCS-902高頻閉鎖距離保護一套。220 kV母線配有RCS-915AB型母線保護一套。

1.5 負荷情況

當時送入220 kV母線22萬 MW，其中里天線送入10萬 MW，電流260 A左右，3號主變下網7萬 MW，共向廣元地區輸送負荷15萬 MW左右。

1.6 缺陷處理經過

15時08分，發現缺陷，立即匯報省調，15時10分，省調命令將220 kV里天線266開關由220 kVⅡ母運行倒至220 kVⅠ母運行。15時18分，完成220 kV里天線266開關倒母操作，成功隔離故障點。用時8 min，值班員屬于跑步操作。

15時25分，填好事故搶修單，搶修人員準備就緒，許可工作，開始對220 kV里天線2662刀閘放弧缺陷處理，發現是電動刀閘長期運行后，軸有變位情況，C相尤其嚴重，導致刀閘動、靜觸頭抱合不緊，局部放弧非常嚴重。15時37分缺陷處理完畢并驗收合格。15時38分，匯報省調220 kV里天線2662刀閘C相放弧缺陷已處理，2662刀閘具備帶電條件。15時48分，220 kV里天線266開關恢復220 kVⅡ母運行，前后用時共40 min。

2 根據母線刀閘設備出現放弧缺陷，缺陷發展到不

同階段，處理的方法便不同

下面進行幾種不同處理方案的比較和分析：

①根據當時的判斷，該缺陷對設備安全運行有一定威脅，但尚能堅持運行一段時間的處理。在短時間內（單回路倒母操作）缺陷不足以損壞設備。處理方法：匯報調度，直接倒母隔離故障點。立即匯報調度，申請降低該線路負荷，在調度命令下進行倒母處理，將故障母線刀閘隔離。優點：線路不停電，不會造成電量損失。安全風險：如果缺陷性質判斷不準確，或者剛發現缺陷時，因間隙性放弧，且放弧一次比一次加大，缺陷刀閘動、靜觸頭不斷受到弧光燒灼，損傷程度無法判斷。而且從設備場地到控制室，到匯報調度，由于用時過長，且缺陷迅速發展，未及時隔離故障點，造成相間短路或相間接地故障，將引起220 kV母差保護動作，此時，由于倒母操作，母差方式已改為非選擇方式，將造成220 kV兩組母線上所有開關跳閘，引起全站失壓，損失非常大。如果缺陷危急，當時線路所帶負荷特別重，負荷電流達到4～500 A，采用倒母操作方式，拉開故障刀閘，或者刀閘動、靜觸頭燒灼嚴重，且粘連拉不開，會擴大事故，引起更多設備停電，對操作人員安全也有很大威脅。此種處理方式存在很大安全風險。

②放弧很嚴重，此時線路負荷很重（滿載或接近滿載），倒母分流后電流仍然較大，拉刀閘仍具有風險，缺陷有明顯的發展趨勢，但短時不會危及設備安全。處理方法：申請旁路帶路先轉移負荷再停電處理。匯報調度，申請用旁路開關帶路運行后，將缺陷刀閘所在開關停電，再將故障刀閘停電處理。優點：線路不停電，隔離故障點安全。安全風險：旁路帶路操作時間比倒母操作時間稍長，未及時限制缺陷的進一步發展，線路負荷重，又加重了缺陷的發展，在帶路操作過程中，如果缺陷發展到相間短路或相間接地故障，將引起220 kV母差動作，跳開母聯開關及所在母線上運行的開關，造成一組母線停電。相對倒母過程中缺陷發展引起母差動作的事故小得多。安全風險小。

③根據缺陷現象判斷，缺陷發展非常迅速，同時線路負荷又很重（滿載或接近滿載），已嚴重威脅設備的安全運行，如不及時處理，就可能造成停電事故和設備損傷事故。值班員通過轉移負荷或降低負荷及倒母隔離故障點已經來不及，缺陷隨時有可能發展為刀閘相間短路或相間接地短路故障，引起母差動作。處理方法：直接停線路，隔離故障。

根據《調規》要求：下列情況之一，可以不經許可，即行斷開設備的電源：在設備發生人身觸電事故時，為了解救觸電人，可以不經許可，即行斷開設備的電源；設備著火；設備嚴重損壞；嚴重危及設備安全。

經過分析判斷，屬于設備嚴重損壞和嚴重危及設備安全兩種情況，可以不經調度許可直接拉該線路開關，拉開刀閘，隔離故障點。優點是：及時阻止了缺陷發展，減少對設備損壞程度，操作中保證人身安全，保證了非故障設備正常運行。缺點是：造成線路停電。安全風險：如果值班員對缺陷性質判斷有誤，將造成不必要的設備停電。

3 綜合分析，針對母線刀閘故障處理的方法有

3.1 一般及嚴重缺陷的處理

及時匯報調度，在調度的命令下，進行倒母操作，隔離故障，線路不停電。

3.2 介于嚴重和危急缺陷之間的處理有兩種方式

一種是降低負荷倒母，隔離故障點；另一種是旁路帶路轉移負荷后，停開關，隔離故障，兩種方式線路都不停電。具體采用哪種方式，應根據現場具體情況，如負荷、潮流等情況而定，特別是調度的命令要求。

3.3 危急缺陷的處理

直接先停線路開關，再匯報調度，線路停電。

4 處理該類型故障，對值班員的要求

值班員需要具備很高的業務技能，對缺陷分析判斷要準確，會正確判斷缺陷發展的趨勢；根據具體情況果斷做出不同的處理方法；匯報相應調度要準確、簡明；處理要及時果斷；對現場運行規程要熟練掌握，倒閘操作要又快又正確。同時，要求值班員要有良好的心理素質，發生事故時沉著應對，冷靜思考，不誤判斷，不錯誤處理缺陷、事故或異常現象等。

5 處理該類型缺陷的難點

關鍵在于對缺陷性質的正確判斷。針對幾種不同的缺陷情況，處理方法不同，目的在于盡快隔離故障點，減小停電損失，盡快恢復非故障設備供電。

6 對本次缺陷處理的思考及運行中的對策

針對單柱垂直斷口單臂式戶外高壓隔離開關，據不完全統計，由于刀閘及附件出現故障造成電網事故的情況是有過的。川電[2006]169號文通報的福建超高公司對500 kV福州變進行220 kV刀閘倒閘操作時，發生了一起因水平伸縮式刀閘柺臂導電桿內污水流出，污水經支柱瓷瓶引發對地閃絡而造成電網事故——220 kV兩組母線上的運行開關全部跳閘。（屬于產品設計缺陷）。事故刀閘型號：SPOT、意大利ALSTOⅡ廠2001年產品，未設計排水孔，2003年以后產品導電桿有直徑6 mm的排水孔。還發生過刀閘連桿插銷脫落造成的電網事故（屬于設備質量問題）。

怎樣才能盡可能減少這種風險呢？

6.1 嚴把設備選型、招投標、工程質量和驗收關

對已經運行中的設備，按照有關開關類設備的管理規定和反措要求，定期作好設備的運行維護和檢修工作。

6.2 檢修管理方面

按照規定，定期進行小修，認真檢查和處理高壓開關類設備機械傳動部位變形、脫落、松動、卡澀等缺陷，重視開關類設備的絕緣故障，應重點檢查合閘電阻、絕緣拉桿、盆式絕緣子、斷口距離、機械性能、接觸電阻、密封性能等。保證檢修質量。

6.3 運行維護方面

提高運行人員技能水平，尤其事故處理的能力。強調設備巡視的質量，加強運行監視，作好事故預想和緊急處理預案，一旦發生缺陷或事故，能夠正確、迅速地處理，控制缺陷或事故進一步發展，縮小事故范圍，盡快恢復非故障設備供電，減小事故損失。

6.4 先進技術的使用

使用工器具及儀表進行檢查，如紅外測溫、紅外成像儀成像等技術，是發現設備過熱最有效的方法，目前使用較廣。特別是在線監測技術的適時運用，確保設備安全可靠運行。

7 結 語

通過此次刀閘缺陷處理，提出如下建議：①值班人員操作此類型刀閘時，應認真監視刀閘運動軌跡；②應利用狀態檢修和設備停電機會對此類型刀閘進行維護，防止刀閘彈簧、固定螺絲、傳動連桿松動發生事故或障礙。運行人員一定要認真落實安全職責，增強自身的工作責任心，把好設備驗收關，認真檢查驗收設備設計上的缺陷，落實安全預防措施。要加強現場施工監督，開展各類風險辨識，放過一個事故隱患， 等于在安全上埋下一顆定時炸彈。認真學習事故通報，分析事故原因，結合自己管轄變電站設備實際情況，把“安全第一，預防為主，綜合治理”的方針落到實處，主動排查設備隱患，提出針對性的防范措施。防止各種隱患引起事故，一定要把事故消滅在萌芽狀態，才能確保人身安全、設備安全和電網安全。

參考文獻：

[1] 國家電網安監[2009]664號，國家電網公司電力安全工作規程[S].