斷路器合閘線圈燒毀原因分析

孔凡順

摘 要：220kV斷路器驗收中發現的合閘線圈燒毀的缺陷情況分析，結合現場實際情況，提出簡單可行改進方案，消除設備缺陷。

關鍵詞：合閘線圈;處理

斷路器是用來接通或斷開電氣回路，系統發生短路故障時，斷路器迅速動作切除故障點，若此時斷路器合閘線圈燒毀，造成斷路器重合閘不能正確動作，從而擴大事故，影響線路送電。

1、在蘇莊變技改擴建時，驗收中進行斷路器分、合閘操作試驗時發現2560斷路器拒絕合閘。在經過現場檢查后，發現斷路器合閘線圈燒毀，更換后恢復正常。

該斷路器采用SF6氣體作為絕緣和滅弧介質的高壓斷路器，三相戶外設計，操作機構為彈簧操作機構;操作系統為南瑞繼電器公司CZX-12A操作繼電器裝置。

2.故障原因分析

通常電磁式斷路器合閘回路（見圖1）是通過控制正母線、操作把手KK⑤ ⑧接點、跳躍閉鎖繼電器TBJ的常閉接點、斷路器輔助常閉接點DL1、合閘接觸器線圈HC、控制負母線形成回路，使合閘接觸器帶電，啟動合閘線圈;斷路器合閘后，斷路器輔助常閉接點DL1斷開合閘控制回路。

南瑞繼電器公司CZX-12A操作繼電器裝置（圖2），為了防止在合閘操作中把手返回太快造成斷路器合閘失敗，在合閘控制回路中加裝了手動合閘繼電器（SHJ）的電流線圈使其常開接點自保持，在KK把手返回后仍能保持合閘線圈（Y1）帶電，從而確保斷路器可靠合閘。其分散同期合閘過程如下：

（1）、直流正電源通過控制正母線、同期斷路器① ②接點、操作把手KK⑤ ⑥接點、同期斷路器⑤ ⑥、手動合閘繼電器（1SHJ）電壓線圈、控制負母線，使手動合閘繼電器（1SHJ）電壓線圈帶電，手動合閘繼電器（1SHJ）常開接點閉合;

（2）、直流正電源通過控制正母線、手動合閘繼電器（1SHJ）常開接點、手動合閘繼電器（SHJ）電流線圈、遠方就地選擇斷路器（S8）、斷路器輔助常閉接點、合閘線圈（Y1）、跳躍閉鎖繼電器（K75）的常閉接點、SF6壓力總閉鎖繼電器（K10）的常開接點、斷路器三相不一致繼電器（K61）常閉接點、控制負母線形成回路，使手動合閘繼電器（SHJ）電流線圈帶電自保持手動合閘繼電器（SHJ）常開接點;同時合閘線圈帶電，斷路器合閘后，斷路器輔助常閉接點（S1）斷開三相合閘控制回路，并使手動合閘繼電器（SHJ）常開接點打開，手動合閘繼電器（1SHJ）常開接點隨控制把手（KK）返回“合后”位置打開。

由兩種斷路器操作回路設計的原理可以看出，電磁式斷路器是靠控制把手和斷路器的輔助常閉接點來斷開合閘控制回路，一般要求值班員在手動合閘操作時，控制把手接通KK⑤ ⑧接點后返回不能太快也不能太慢，一般要持續1秒，控制把手返回太快了，斷路器可能合閘失敗;控制把手返回太慢，若斷路器未合上或斷路器輔助常閉接點粘連，則會燒毀斷路器合閘接觸器線圈。微機保護控制回路合閘只考慮到防止合閘把手返回過快，在回路中加裝手動合閘繼電器（SHJ）電流線圈實現自保持，卻沒考慮到斷路器合閘不成功將燒毀合閘線圈。

變電站工程500kV斷路器控制回路是南京自動化總廠生產的，在合閘回路中未加裝手動合閘繼電器（SHJ）電流線圈帶電自保持的功能，使用4年來也未發生手動合閘和自動重合閘因接點返回過快的原因造成斷路器合閘失敗的情況，所以可以說，南瑞公司的這個設計方案是弊大于利。

由此可以看出，南瑞繼電器公司CZX-12A操作繼電器裝置在斷路器彈簧未儲能達到合閘要求、斷路器合閘機構拒動、斷路器輔助接點粘連的情況下進行斷路器合閘操作，只有斷開斷路器得控制電源，才能避免合閘線圈燒毀。為了避免更多得設備損壞和斷路器投運后能可靠的進行運行操作，我們向工程監理提出了改進CZX-12A操作繼電器裝置控制回路的建議。

3.改進措施

造成斷路器合閘線圈燒毀的主要原因是斷路器彈簧未儲能達到合閘要求、斷路器合閘機構拒動、斷路器輔助接點粘連等因素加之手動合閘繼電器（SHJ）自保持使斷路器合閘線圈長期帶電而燒毀。對于以上三種主要造成斷路器合閘線圈燒毀的因素，分析如下：

1）斷路器輔助接點粘連;由于在斷路器合閘回路中采用兩個斷路器輔助常開接點串聯接線，因此斷路器輔助接點粘連的幾率很小，可以忽略其影響。

2）斷路器合閘機構拒動;該斷路器采用的使彈簧動力合閘機構，發生機械卡死拒絕分合閘的幾率較大，而且這種故障無法預知，也要重點防范。

3）斷路器彈簧未儲能或正在儲能;這種現象比較常見，此時進行斷路器合閘操作，而斷路器因彈簧儲能未達到規定值，將不會合閘，從而使合閘線圈長時間帶電而燒毀。雖然斷路器彈簧未儲能和正在儲能時，會發出“斷路器彈簧未儲能”中央信號，提醒運行人員此時不能進行斷路器合閘操作，但也不能排除因光子信號燈損壞和運行人員疏忽操作的可能。

如果單針對某一種因素來制定預防措施，這種措施是不完善的;要根本解決問題就必須取消手動合閘繼電器（SHJ）自保持回路，以A相合閘回路為例，可將圖2中A1與B1點（4D100）短接，或者直接把手動合閘繼電器SHJ去掉并短接，B相、C相的處理同理。為了防止斷路器控制把手或重合閘接點返回過快造成斷路器合閘失敗，手動合閘繼電器（1SHJ）常開接點和重合閘接點改裝成瞬時閉合，帶一定時限打開，這個時限選取300毫秒延時，第一可以防止因手動合閘繼電器（1SHJ）常開接點和重合閘接點返回過快，在斷路器還沒合閘就切斷了合閘回路;第二可以防止合閘回路各元件承受較長時間合閘電流加速老化。

解除手動合閘繼電器（SHJ）自保持回路，從根本上消除了斷路器合閘線圈長時間帶電的隱患，目前變電站220kV斷路器在控制回路將手動合閘繼電器（SHJ）短接，雖然沒有將手動合閘繼電器（1SHJ）常開接點和重合閘接點改為瞬時閉合延時打開，從近兩年的運行實踐來看，改進后的220kV斷路器控制回路是安全可靠的。

4.結束語：

作為變電值班員，我們要不斷地學習和掌握新設備、新技術，提高自身業務技能水平和事故分析判斷、處理及應變能力，確保電網安全穩定地運行。當值班員在現場遇到系統發生故障時，必須根據相關信息盡快作出判定，在無法自行處理且不能保證安全的情況下，須立即匯報有關專職或檢修人員，切忌盲目處理。本文探討的故障分析與處理尚有許多不足之處，請專家同行指正。

參考文獻：

[1]南京供電公司.220kV蘇莊變電站現場運行