電力系統110KV變電站35KV斷路器合閘線圈燒壞原因探討

周長江 鄭明輝 林智煒 馬鑫

【摘 ?要】本文概述了變電站的設備組成及35KV高壓電氣開關保護回路斷路器存在的問題，詳細分析了引起高壓斷路器合閘回路合閘線圈燒毀的主要因素，在此基礎上提出了提高合閘線圈安全性的預防措施，為提高提高電力系統高壓斷路器安全性及穩定性，保證變電站的正常運行提供參考。

【關鍵詞】110KV變電站;斷路器合閘線圈;合閘線圈燒壞;探討

引言

變電站的主要作用是是接收電能，并根據電力系統容量及構成將電能分配傳輸，變電站內的設備主要包括：一次設備（高壓斷路器、變壓器、隔離開關、母線、電容器、電抗器、避雷器）及二次設備（二次設備電源、繼電保護裝置、自動裝置、計量裝置、測控裝置、自動化系統）。一次設備的主要作用是電能的生產、輸送、分配及使用，二次設備主要負責電力系統系統及一次設備的監視、測量、控制及保護。變電站的運行的可靠性直接關系到電力的輸送質量，與工業生產及人們的生活息息相關。

1保護裝置斷路器存在的問題

目前，110kV變電站使用的繼電保護裝置為微機保護裝置，隨著電網負荷的不斷增大及電力供應質量的要求不斷提高，新的電力技術及電力設備不斷的更新換代，變電站微機線路保護在使用的過程中也逐漸暴露出一些問題，當線路保護裝置的控制回路、儲能合閘回路、彈簧儲能機構等回路出現故障時，斷路器均不能可靠合閘。加上操作人員操作倒閘的過程中長時間合閘，合閘線圈會因長時間通電嚴重發熱，絕緣層發生損壞甚至直接燒毀合閘線圈，因此，斷路器合閘的有效性是保護裝置發揮保護作用的關鍵。

1.1.合閘線圈燒壞的原因

⑴合閘輔助觸點故障

正常情況下，倒閘操作時值班人員手動合閘超過5秒時，手動閉鎖合閘繼電器會自動鎖閉合閘回路，如果合閘輔助轉換接點出現故障，切斷回路的合閘電流沒能進行轉換，合閘線圈長時間（大于設計允許值）受電發熱，線圈絕緣因高溫發生破壞，甚至引起線圈燒毀。

⑵合閘儲能機構故障

斷路器儲能機構的作用是在分閘時儲能，供給合閘時使用，合閘時接通合閘回，合閘后自動斷開合閘回路，為開關分閘做準備。如果合閘時間超過3.5秒，合閘儲能機構因故障儲能異常，合閘后輔助接點不轉換，合閘回路不能自動斷開，合閘線圈長時間受電，引起合閘線圈燒壞。

⑶繼電器（跳閘位置）保護二極管擊穿

斷路器在分后位時，合閘線圈處于高阻帶電導通狀態，分閘位置繼電器受電啟動，此時回路電流約75mA，合閘回路完好，合閘線圈不啟動。如果跳閘位置繼電器（簡稱：跳位繼）的保護二極管因兩端電壓過大發生擊穿，形成短路，合閘線圈承擔的電壓約提高一倍，跳位繼二極管擊穿時，如果不及時處理，合閘線圈會由于長時間通電發熱，出現線圈燒毀故障。

2 提高斷路器保護回路安全性的措施

2.1增加延時保護閉鎖回路

為了防止合閘線圈燒毀，在斷路器原控制回路中增加延時保護閉鎖回路，延時保護閉鎖回路的使用可有效的防止因合閘時間過長引起的線圈受熱燒毀，有效確保合閘線圈的安全性。

⑴延時保護回路工作原理：增加控制回路中增加中間繼電器（1ZJ、2ZJ）及時間繼電器（1SJ、），中間繼電器1ZJ電流線圈得電后啟動時間繼電器1SJ，1SJ延時啟動中間繼電器2ZJ，2ZJ的常閉觸點發生動作實現合閘回路閉鎖。

⑵合閘閉鎖回路工作原理：在合閘回路中串聯中間繼電器1ZJ電流線圈及2ZJ的常閉觸點，利用手合閘繼電器的自保持常閉觸點使其得電，手合閘繼電器常開觸點閉合后，合閘出口繼電器啟動，再通過合閘輔助轉換觸點的作用實現斷路器合閘，有效防止合閘線圈長時間通電。

2.2加強高壓電氣設備設備的管理工作

⑴按國家標準要求進行預防性試驗

預防性驗試的周期及實驗方法有對應的國家電力行業標準，按標準要求進行預防性試驗，有利于保證長期運行狀態或熱備用狀態下高壓電氣設備的安全性及可靠性。

⑵嚴格把控電氣工程的驗收工作

工程項目的驗收工作是保證電力系統中高低壓電器設備穩定運行的關鍵步驟，驗收過程中應根據國家標準及設計規范，在現場進行常規、特殊性試驗，所有設備驗收合格后才能投入使用。

⑶加強設備日常巡視

制定合理的變電站巡視制度，做好設備的巡視檢查，掌握設備的運行狀態，巡視期間禁止任何作業，發現設備異常后及時檢修，并做好記錄。加強主控室內保護設備的運行狀態監測，及時發控制回路中存在的安全隱患（控制回路斷線、回路接觸異常等），避免引起合閘回路故障。根據變電站開關操作機構及相關部件的特點，結合變電站的實際運行情況，制定高壓開關操作機構及其部件的定期檢查計劃，及時發現故障隱患，確保高壓開關的操作機構運動靈活性及各部分連接的可靠性。

2.3防范環境變化的影響

電氣設備及分閘機構的磨損，控制回路接觸電阻的大小與環境溫度及濕度有關。例如接線端子的接觸面在溫度高、濕度大環境中會被過度氧化，氧化層的存在會使控制回路接觸電阻值變大。環境引起的控制故障不能忽視，巡檢過程中可通過測量直流電阻的方法或搖測控制回路的絕緣檢測檢查控制回路電阻值有無異常，及時發現合閘電路故障隱患。

3.結論

變電站線路保護裝置在電力系統中發揮著的重要作用，有效的保證了國家電網電力系統的安全穩定運行，與電力輸送的安全性和穩定性有直接關系。隨著用電量的不斷增大及煤炭儲量的不斷降低，風力發電、水利發電及太陽能發電等發電技術的將逐漸成熟，變電站使用的變配電設備將不斷的升級換代，性能要求也不斷提高，因此，高壓斷路器的線路保護的安全有效性，對于變電站內設備及電力系統的正常運行有更重要的意義。

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（作者單位：國網浙江象山縣供電有限公司）