LW12-220型開關氣動機構的異常分析及處理

楊 鑫

(國網上海市電力公司檢修公司,上海 200063)

1 事件概括

2019年10月28日銀山變電站外銀2166線路，外銀2166線路從副母運行改為副母熱備用時，該操作為拉開外銀2166開關，監控后臺300 ms后出現“壓力低閉鎖重合閘”信號，該信號52 s后復歸，開關型號為LW12-220型，監控后臺信息如表1所示。

表1 外銀2166開關監控信息

外銀2166開關在操作前沒有異常信號，此次操作為拉開外銀2166開關，正常情況開關分閘一次空氣壓力最多降低0.08 MPa，后臺監控不應出現“氣壓低閉鎖重合閘”信號。現場實際情況為：開關分閘后，監控后臺300 ms后發出外銀2166線“壓力低禁止重合閘”信號，并且在長達52 s后該信號才復歸，本文針對這一次典型事件進行分析。

2 技術分析

外銀2166線采用的是LW12-220型號開關，配備的CQ型氣動操作機構，主要包括由分、合閘電磁鐵、氣缸、主閥、密度繼電器、輔助開關、加熱器和機構箱等組成[1]；匯控柜里裝有空氣壓縮機、繼電器、小型開關、轉換開關、計數器、按鈕、接觸器、熱繼電器、電機、加熱器、壓力開關、截止閥、端子排等二次控制及保護元件[2]。

開關的操作機構維持在合閘狀態和分閘狀態的設備，氣動操作機構的分閘操作靠壓縮空氣來完成[3]，合閘操作則靠分閘操作時儲能的合閘彈簧來完成[4]，其壓力閉鎖由高到低有“重合閘閉鎖”、“低氣壓閉鎖”2個等級[5]，氣動機構的主要技術參數如表2所示。

表2 氣動機構的主要技術參數 MPa

正常運行時，操作機構正常壓力泄露為12 h壓力降低0.1 MPa，同時操作機構分閘一次空氣壓力最多降低 0.08 MPa，操作機構的電氣控制回路和空壓機電機控制回路，如圖1、圖2所示。當操作機構因某種原因空氣壓力降至1.50 MPa時，空壓機電機控制回路壓力開關KP_5接點接通，同時監控發出開關打泵信號，電動機啟動進行補氣直至空氣壓力上升至1.60 MPa時，壓力開關KP_5斷開，電機停止運轉，打泵信號自動復歸；當氣動機構壓力降低至1.45 MPa時，系統將對重合閘操作(分-0.3s-合分)進行閉鎖，以保證開關二次分閘時空氣壓力不會太低，發出閉鎖重合閘信號，同時壓力開關KP_4動作，接通重合閘閉鎖回路，3 KA動作，切除重合閘回路，從而實現重合閘閉鎖，直至空氣壓力上升至1.48 MPa時，閉鎖重合閘信號自動復歸；當操作機構因某種原因空氣壓力降低至1.3 MPa時，壓力開關KP_1動作，接通壓縮空氣氣壓降低報警回路，并發出壓縮空氣氣壓降低報警信號，當空氣壓力降低至1.28 MPa時壓力開關KP_3動作，同時發出分閘閉鎖信號，接通空氣壓力降低閉鎖回路，1 KA動作，切除分、合閘回路，從而實現分、合閘閉鎖，直至空氣壓力上升到1.34 MPa時，閉鎖信號自行復歸；當空氣壓縮機打泵使得空氣壓力高于1.7 MPa時，壓力開關KP_2動作，接通高氣壓報警信回路，同時發出高氣壓報警信號，開關機構開啟高壓安全閥，使得空氣壓力降低直至降至1.6 MPa時，高壓安全閥關閉，高氣壓報警信號復歸。

圖1 電氣控制回路

圖2 空壓機電機控制回路

3 可能存在的三種情況

根據事件可知情況，可能會導致以下三種情況的發生。

(1)如果正常調整電力系統運行方式時，拉開開關后出現壓力低閉鎖重合閘，此時如果發生線路上發生單相接地故障時，開關此時已經在分位，手動操作也會將閉鎖重合閘回路，不會對故障造成更大的影響。

(2)線路正常運行時，假設開關操作氣動機構泄露至1.51 MPa，開關空壓機打泵未啟動，此時線路出現單相瞬時接地故障，保護裝置正常啟動，重合閘啟動，開關分閘一次壓力降低0.08 MPa，可能會出現壓力低閉鎖重合閘回路，壓力開關KP_4動作，接通重合閘閉鎖回路，3 KA動作，切除重合閘回路，空氣壓縮機打泵1.43 MPa到1.48 MPa大約需要花費52 s，而重合閘判斷時間為1.5 s，1.5 s后仍然是空氣壓力低閉鎖重合閘，重合閘動作不成功將會造成此時接地事故重合閘動作不成功，降低了供電可靠性，造成更大的損失。

(3)線路正常運行時，假設監控后臺出現“壓力低閉鎖重合閘”信號，此時，運維人員應立即派人去現場查看該信號發出的原因：①是否保護裝置誤發信號②是否氣動操作機構空壓機正常啟動。如果經現場確認氣動機構壓力表指示降低到1.45 MPa以下，此時線路出現單相瞬時接地故障，保護裝置正常啟動，重合閘啟動，開關正常分閘，重合閘時間為1.5 s，1.5 s后因為“壓力低閉鎖重合閘”信號開關不能正常合閘，將會影響電力系統的供電可靠性。

4 運行注意事項及建議

針對氣動操作機構“壓力低閉鎖重合閘”的情況，運維人員應該做好以下方面的措施。

(1)一旦出現“壓力低閉鎖重合閘”的信號，運維人員應馬上到達現場，主要檢查開關以下幾個方面：①現場空氣壓縮機和控制回路工作是否正常，電源開關是否合上；②檢查開關現場SF6表計及壓縮空氣表計是否在正常壓力值；③檢查現場開關空氣管路是否有明顯漏氣痕跡；④檢查匯控柜中電氣控制回路和空氣壓縮機的控制回路是否存在斷線、誤發信號的可能。根據現場的情況初步分析發出“壓力低閉鎖重合閘”信號的原因，立即匯報監控中心，該回路的歸屬調度，根據調度要求對回路進行操作，并通知檢修人員及時排查開關的異常。

(2)日常巡視運行人員應加強對LW12-220型開關空氣壓力表的巡視，發現空氣壓力較低或空氣回路漏氣等情況，運行人員現場檢查且無法短時間恢復開關正常空氣壓力時，應立即將開關相應回路空氣壓力表值匯報該回路的歸屬調度，根據調度要求對回路進行操作。

5 結語

本文針對銀山站拉開LW12-220型開關后，監控后臺出現“壓力低閉鎖重合閘”信號，分析了該開關“壓力低閉鎖重合閘”的電氣回路控制原理，同時對該情況下出現“壓力低閉鎖重合閘”可能存在的三種情況進行了簡要的分析，同時針對該異常情況提出了兩點針對措施，可以有利的避免異常情況的出現，進一步保障電力系統安全穩定的運行。