一起整流變壓器主開關動作失常的故障分析

龔炳林，沈龍保，黃龍林，劉銀河

(1.中鹽江西蘭太化工有限公司，江西 新干 331302；2.江西省新干縣窯里水庫管理局，江西 新干 331314；3.中鹽新干鹽化有限公司，江西 新干 331302)

1 故障現(xiàn)象

2014-08-15，江西省某化工企業(yè)啟機生產(chǎn)。動力設備按工藝要求投入正常生產(chǎn)，在具備各項條件后，準備投入電解工序。整流與變電操作人員接受工藝DCS操作人員指令，執(zhí)行1號整流變壓器的主開關合閘操作；該主開關合閘成功后，執(zhí)行2號整流變壓器的主開關合閘操作；當2臺整流變壓器的主開關全部合閘成功后，按程序執(zhí)行整流設備升電流操作。

當整流與變電操作人員在提升電解主電流(整流電流)時，同時檢查操作后臺電腦，發(fā)現(xiàn)其監(jiān)控電腦顯示主屏畫面上的電氣主接線圖異常，在1號整流變壓器主開關合閘后，其后線路顏色仍為黑色。一般情況下，在主開關合閘前(即停電狀態(tài))，其后線路顏色為黑色；在主開關合閘后(即運行狀態(tài))，其后線路顏色為紅色。因此，判斷存在動作狀態(tài)失常現(xiàn)象。

2 原因分析及處理

2.1 變壓器簡介

此變壓器主開關設置于該企業(yè)110 kV變電站內，為露天布置方式，型號為LW30—126型，為戶外式SF6氣體斷路器，電壓等級為110 kV，由山東泰開高壓開關有限公司生產(chǎn)，其配套電氣操作控制柜也由該公司成套配置，安裝于主開關戶外現(xiàn)場。與該變壓器主開關結合的保護控制屏及監(jiān)控操作后臺安裝于該變電站的控制室內，由南京恒星自動化設備有限公司成套供貨。

2.2 綜保屏及后臺設備檢查分析

由于發(fā)現(xiàn)電氣主接線圖中的線路顏色異常，技術人員首先從綜保屏及后臺設備進行檢查和分析。通過檢查，發(fā)現(xiàn)微機保護屏上綜保裝置上方的紅、綠指示燈均不亮；將綜保裝置上的“遠方/就地”轉換開關切換到“就地”位置后，指示燈還是不亮，也不能操作控制。其控制屏的控制回路如圖1所示。

由于合閘指示燈HD(紅燈)、分閘指示燈LD（綠燈)均不亮，技術人員初步判定為控制回路控制電源或指示燈回路故障。檢查該綜保屏內的控制電源小空開12K1/12K2出線端電壓為226 V，電壓正常，即該綜保屏的控制電源無故障。因此，判斷導致HD/LD電壓不正常的原因是與HD/LD相關聯(lián)的滅弧電路不通。由電氣主接線圖可以看出，其他線路的狀態(tài)完全正常，初步判定后臺設備無故障。

2.3 現(xiàn)場開關及保護屏檢查分析

技術人員進入主開關操作現(xiàn)場進行檢查，發(fā)現(xiàn)控制柜內無明顯的放電痕跡及不良氣味。于是，技術人員與運行人員商定，按程序退出1號整流變壓器的運行負荷，將電流降為0。在進入檢修狀態(tài)后對該主開關進行分閘操作，后臺操作不能摘牌（即操作不成功）。在綜保裝置上按分閘按鈕，無反應；再到主開關選擇“就地”操作，按分閘按鈕，無反應。于是技術人員對開關的控制電路進行檢查分析，其控制回路如圖2所示。

圖1 整流變綜保屏控制回路

對控制柜進行檢查：在小空開ZK1電源進線側測得電壓為236 V，正常；出線側未測得電壓，表明此開關有問題。更換小空開后，測得24號端子對1號端子(25號端子對2號端子)電壓為236 V，正常；進行試操作，仍然未動作。

再對照控制電路圖進行檢查發(fā)現(xiàn)，25號端子對1號端子，電壓正常；23號端子對1號端子無電壓，不正常，這說明分閘按鈕TA有故障。更換TA按鈕，測得該點的電壓正常，但試操作仍然未動作。19號端子對1號端子，電壓正常；10號端子對1號端子無電壓，不正常，這說明2ZJ(低氣壓繼電器)的常閉觸點有故障。檢查開關的SF6氣體壓力在正常范圍內，這說明2ZJ屬非正常動作，斷開其常閉觸點，發(fā)現(xiàn)該觸點存在嚴重的腐蝕氧化現(xiàn)象，引起其接通狀態(tài)失常(用萬用表測量該常閉觸點不通)。更換相同規(guī)格的繼電器后，10號端子對1號端子，電壓正常(在接通電源的瞬間，聽到了伴隨著開關動作的聲音)，8號端子對1號端子電壓正常，這說明分閘線圈TQ能得到電壓，現(xiàn)場分閘操作成功。反復多次進行通電合閘與分閘試驗，均能分閘與合閘，則現(xiàn)場操作功能恢復正常。

另外，將此控制回路的控制電源斷開，用直流電阻法來檢查分析控制回路的通斷情況，得到的結果與上述的電壓檢查方法類似，并且合閘回路也無異常。

檢查變電控制室內，將主開關現(xiàn)場的“就地/遠方”轉換開關置于“遠方”位置，此時綜保裝置上的HD和LD的相應指示正常；后臺顯示的電氣主接線的相應線路狀態(tài)恢復正常。在綜保裝置上和后臺電腦上操作，發(fā)現(xiàn)合閘、分閘功能完全正常，其他各項聯(lián)鎖功能投入操作正常。

本次主開關動作失常的故障處理完畢，運行人員按操作規(guī)程將主開關合閘后，整流變壓器投入正常生產(chǎn)運行。

3 結束語

本次電氣主開關操作功能失常故障是工礦企業(yè)電氣二次回路的典型故障，具有特殊性和代表性。產(chǎn)生故障的主要原因是由于化工企業(yè)現(xiàn)場環(huán)境惡劣，引起戶外布置安裝的電氣設備腐蝕，導致電氣二次元器件遭到損壞。在戶外的主開關控制柜中，還出現(xiàn)了控制電源小空開(ZK1)、分閘按鈕(TA)、中間繼電器(2ZJ)相繼損壞的現(xiàn)象，實屬少見。

圖2 斷路器控制回路

處理此類故障時，需要技術人員技術熟練，思路清晰。因此，重視日常管理與維護，加強運行與維修人員的崗位練兵，努力提高分析與判斷故障的能力是解決此類問題的關鍵。只有通過加強日常巡檢，及時發(fā)現(xiàn)問題，將故障消滅在萌芽狀態(tài)；同時提高運行和維修人員的業(yè)務理論水平、實際操作和故障處理能力，快速查找故障點，及時解決疑難問題，才能不斷降低設備的故障率，使設備安全穩(wěn)定運行。

1 徐義松．高壓SF6斷路器二次回路故障的分析判斷與處理[J]．輕工設計，2011(5).

2 王德武．一起母聯(lián)斷路器誤跳閘的原因分析和對策[J].電力安全技術，2013(7)．

3 張寶坤，何玉磊．斷路器控制回路缺陷起的事故分析及改進方案[J]．電力安全技術，2011(11)．