220kV西門子3AQ1EE型開關N2泄露故障情況技術分析

【摘? 要】結合幾起220kV西門子3AQ1EE型開關N2泄露告警故障的案例，對造成分合閘閉鎖的缺陷表象、缺陷原因進行深入分析，對今后220kV西門子3AQ1EE型開關N2泄露故障消缺具有良好的借鑒意義。

【關鍵詞】3AQ1EE;N2泄露;微動開關

在電力系統運行期間，220kV斷路器故障十分常見，其中液壓型斷路器N2泄露故障導致分合閘閉鎖原因多樣，危害較大，若不加以及時有效的解決，勢必會在一定程度上影響電力系統的安全運行，故正確認識220kV液壓型斷路器N2泄露的危害，認真分析其原因并積極尋求解決之道，不僅重要而且必要。

一、事件概述

2019年2月7日，220kV 某站#1主變變高2201開關監控后臺報“#1主變變高側2201斷路器SF6或N2泄露”“#1主變變高側2201斷路器跳合閘閉鎖”“#1主變高壓側2201第一組控制回路斷線”信號，運行人員到達現場檢查，發現開關液壓機構N2壓力值為35.5Mpa，開關本體SF6壓力0.7Mpa，壓力均在正常范圍之內。查看后臺信息報文發現存在油泵啟動情況，無其異常信號，運行人員操作機構箱復歸按鈕，信號復歸，設備信號恢復正常。但接下來在一個月內該站其他兩臺同廠家型號（如表1所示）同一時期投運的線路開關陸續出現N2泄露告警信號。

二、缺陷分析

經統計，220kV 某站的220kV間隔現有六臺西門子3AQ1EE型開關，均投產于1999年，3AQ1型開關是一種采用SF6氣體作為絕緣和滅弧介質的壓氣式戶外式高壓開關，三相設計。3AQ1-EE型開關每相裝有一套液壓操作機構，開關液壓操作機構分別由操作機構和液壓儲能筒及控制單元組成。操作機構包括液壓缸、油箱和閥塊組成。

1、表象分析

220kV西門子3AQ1EE型開關在正常投運時，液壓儲能筒活塞一側預充氮氣（20Mpa左右），另一側連高壓油路。儲能時油泵將油打入液壓儲能筒高壓油一側，預充氮氣被壓縮，達到設定壓力（32Mpa以上）時停止，液壓儲能筒活塞兩側壓力動態平衡。當由于操作、內部泄漏、環境溫度下降及氮氣泄漏等因素使壓力下降至壓力監控器的動作壓力（32Mpa）以下時，油泵接通將油重新從油箱打入液壓儲能筒，當壓力達到32MPa時，通過壓力開關B1以及一只連著的時間繼電器，在約三秒鐘之后泵重新停止。

當壓力降至壓力監視器的動作壓力以下時，油泵接通，它將油從油箱重新打入液壓儲能筒。當壓力達到動作壓力時，通過壓力開關以及一只連著的時間繼電器，在約3秒之后泵重新停止。在達到“N2泄露”壓力（35.5Mpa）時，壓力監控器動作并作出：（1）在時間繼電器生效之前，油泵組合迅速停機;（2）發“N2泄露”信號;（3）開關閉鎖，立即不能合閘，通過一只時間繼電器延時3小時之后（標準調節），開關不能分閘。

從220kV西門子3AQ1EE型開關二次回路圖可看出，N2總閉鎖和N2泄露這兩條回路導通，會導致“#1主變變高側2201斷路器SF6或N2泄露”“#1主變變高側2201斷路器跳合閘閉鎖”“#1主變高壓側2201第一組控制回路斷線”。造成K9持續勵磁，油泵持續打壓有兩個原因：①微動開關的B1（1＼2接點）發生黏粘，造成時間繼電器K15一直得電，K9持續勵磁，油泵一直打壓至35.5Mpa，發氮氣泄露信號，并且切斷油泵啟動控制回路，油泵停止打壓。②K15時間繼電器老化，繼電器失電后延遲3S未斷開，導致K9持續勵磁，油泵一直打壓至35.5Mpa，發氮氣泄露信號，并且切斷油泵啟動控制回路，油泵停止打壓。

2、深入分析

2019年2月25日，220kV 某站#1主變變高2201開關轉為檢修狀態，檢修人員協同廠家人員到現場處理故障。現場將壓力降低至31Mpa時，電機正常起泵，壓力值達到33Mpa時，電機停止，B1的123接點，K15繼電器均正常。強行按K9繼電器，繼續打泵，打至35Mpa時，B1的45接點動作，K81動作，現場量N2泄露信號接點均導通，持續打壓至39.5Mpa時，安全閥動作。將壓力降低至27.3Mpa和25.3Mpa，合閘閉鎖和分閘閉鎖均動作，閉鎖正常。將壓力泄歸至零，重新建壓，氮氣預充壓力值為19Mpa，預充壓力值合格。經過一系列檢查發現，現場各零部件均正常，將上述步驟反復試驗多次，試驗結果均正常，故障現象消失。

圖1開關二次回路（1）? ? ? 圖2：開關二次回路（2）

三、故障分析小結

通過上述故障分析處理，可以得出微動開關B1（1/2）接點黏粘是導致此故障的根本原因，為了避免相同的故障在同型號設備出現，在今后的開關A、B修中也將加強對微動開關壓力表校驗（或調整）及各元器件的檢查，力爭在故障發現前制止故障的產生，保證設備的穩定運行。同時，運行人員加強對同一型號的設備跟蹤巡視，如若再發生此類故障，應立即到現場查看液壓機構工作、實際壓力情況，斷開油泵儲能電源空開，尤其查看油泵控制繼電器K15動作發信繼電器K9動作情況，排除氮氣真泄露的情況，確定壓力值達到35.5Mpa，可以先手動復歸信號，待檢修班組趕來現場進行進一步處理。

結束語

220kV西門子3AQ1EE型開關N2泄露告警閉鎖分合閘直接影響著供配電的安全可靠性，特別是因運行年限元器件老化缺陷會引起同類、同批次設備故障，對企業生產影響較大。本研究對于處理類似開關N2泄露告警現象，在發生故障時能快速準確判斷事故原因，快速消除故障具有一定的參考與借鑒意義。

參考文獻：

[1]黃東方，西門子開關二次回路改造的若干問題及對策 【J】.機電信息 2012，（3）.

作者簡介：

溫振興（1990-05）性別：男 籍貫：廣東省 梅州市? 職稱：工程師 研究方向：電氣工程及其自動化。

（作者單位：廣東電網有限責任公司惠州供電局）