開關(guān)分合閘線圈故障對開關(guān)保護(hù)的影響分析與對策

王友旭

摘 ?要：本文結(jié)合220kV培訓(xùn)站220kV #2變高2202開關(guān)的分閘線圈的并聯(lián)電阻松動導(dǎo)致220kV #2變高A相開關(guān)分閘線圈動作和開關(guān)跳閘案例，具體對開關(guān)動作跳閘情況、保護(hù)整定值進(jìn)行定量分析，了解開關(guān)的分閘線圈對開關(guān)保護(hù)的影響，并從變電站運(yùn)行人員安全角度分析采取對策，提高設(shè)備安全運(yùn)行的可靠性。

關(guān)鍵字：線圈、并聯(lián)電阻、跳閘、安全

引言：通過錄波文件分析發(fā)現(xiàn)#2變高2202開關(guān)A相分閘時有直流接地現(xiàn)象且為負(fù)極接地?，F(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn)#2變高A相開關(guān)機(jī)構(gòu)箱里面的兩組分閘線圈的并聯(lián)電阻松動，一、二組電阻頭端相碰接，電阻松動傾倒且接線處與金屬外殼直接接觸，導(dǎo)致回路接地，故引發(fā)直流接地，且與錄波器顯示的負(fù)端接地相符。接地點(diǎn)與電源負(fù)端形成約110V左右的壓差，造成#2變高A相開關(guān)分閘線圈動作和開關(guān)跳閘。

一、案例分析：

（1）事件簡單經(jīng)過

2020年7月19日14點(diǎn)58分45秒，華夏局220kV 培訓(xùn)站#2變高2202開關(guān)A相分閘，隨后開關(guān)的保護(hù)裝置三相不一致動作，跳開三相開關(guān)，無負(fù)荷損失。

（2）事件前運(yùn)行方式

培訓(xùn)站220kV #1變高2201開關(guān)掛#1母線運(yùn)行，#2變高2202開關(guān)掛#2母線運(yùn)行，110kV #1變中1101開關(guān)掛#1母線運(yùn)行，#2變中1102開關(guān)掛#2母線運(yùn)行。10kV #1變低801開關(guān)供電10kV #1母線、10kV #2變低802開關(guān)供電10kV #2母線，培訓(xùn)站10kV備自投裝置投入。

（3）事件后運(yùn)行方式

培訓(xùn)站220kV #2變高2202開關(guān)分閘，其余站內(nèi)設(shè)備狀態(tài)無變化。#1變（150MVA）負(fù)荷由90MW驟升至186MW，#1變臨時過載運(yùn)行。

為降低培訓(xùn)站#1變負(fù)荷，調(diào)度快速進(jìn)行了電網(wǎng)方式調(diào)整：（1）將唐朝站由培唐線供電轉(zhuǎn)由唐企線供電。（2）附朝站由培附線供電轉(zhuǎn)由西附線供電。（3）客朝站由雷客甲線供電轉(zhuǎn)由城客線供電。方式調(diào)整完畢后，培訓(xùn)站#1變負(fù)荷由186MW降低至126MW。為進(jìn)一步降低電網(wǎng)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)，調(diào)度下令用2030開關(guān)代#2變高2202開關(guān)運(yùn)行，培訓(xùn)站恢復(fù)兩臺變運(yùn)行。

（4）銘牌信息

1.開關(guān)銘牌

型號：3AP1F1

生產(chǎn)廠家：西門子高壓開關(guān)有限公司

出廠日期： 2003年01月

投運(yùn)日期：2003年09月

（5）故障處理過程

2020年7月19日14點(diǎn)58分45秒，220kV培訓(xùn)站#2變高開關(guān)A相分閘。

7月19日14點(diǎn)58分47秒，220kV培訓(xùn)站#2變高開關(guān)的保護(hù)裝置三相不一致動作，跳開三相開關(guān)。

7月19日19時53分，為確保主變能可靠供電，優(yōu)先進(jìn)行了電網(wǎng)方式調(diào)整，因方式需對負(fù)荷進(jìn)行調(diào)整將唐朝站由雷唐線供電轉(zhuǎn)由唐企線供電、附朝站由雷附線供電轉(zhuǎn)由西附線供電、客朝站由雷客甲線供電轉(zhuǎn)由城客線供電、培訓(xùn)站由2030開關(guān)代#2變高2202開關(guān)運(yùn)行，轉(zhuǎn)方式共使用4時45分，此時#2變高側(cè)已恢復(fù)正常送電。

7月19日18時45分，變電所開具廠站第二種工作票，對開關(guān)機(jī)構(gòu)進(jìn)行檢查，并初步發(fā)現(xiàn)#2變高開關(guān)的A相開關(guān)機(jī)構(gòu)箱內(nèi)兩組分閘線圈的并聯(lián)電阻松動傾斜接觸，疑似為的事件導(dǎo)致的部位。

7月19日20時20分，培訓(xùn)站#2變高開關(guān)轉(zhuǎn)為檢修狀態(tài)。

7月19日20時36分，變電所開具廠站第一種工作票，對開關(guān)機(jī)構(gòu)、保護(hù)等回路進(jìn)行檢查，并對并聯(lián)電阻缺陷部位情況進(jìn)行檢查。

7月19日21時00分，經(jīng)檢查測試，確認(rèn)并聯(lián)電阻的松動接觸為本次開關(guān)跳閘的原因，現(xiàn)場對并聯(lián)電阻進(jìn)行重新緊固并用絕緣膠布包封，#2變高開關(guān)恢復(fù)正常，已具備送電條件;因當(dāng)時電網(wǎng)已完成電網(wǎng)方式調(diào)整，#2主變由2030旁路開關(guān)供電，培訓(xùn)站兩臺主變已在正常運(yùn)行，為避免長時間疲勞操作，且避免深夜操作帶來更大風(fēng)險(xiǎn)，華夏局決定保留現(xiàn)有運(yùn)行方式，斷路器結(jié)合停電做一些常規(guī)檢查試驗(yàn)。

7月20日10時49分，#2變高2202開關(guān)送電。

（6）保護(hù)動作情況

1、7月19日14時58分45秒，#2主變非電量及輔助保護(hù)PCS-974A啟動。

2、#2主變非電量及輔助保護(hù)PCS-974A：1502ms非全相1時限跳ABC相。

二、處理過程

（1）現(xiàn)場檢查情況

1.開關(guān)外觀檢查

#2變高開關(guān)本體外觀無異常，沒有發(fā)現(xiàn)明顯擊穿情況，引線情況良好。

2.開關(guān)機(jī)構(gòu)檢查

機(jī)構(gòu)箱密封及清潔情況良好，未見小動物尸體，未發(fā)現(xiàn)部件存在明顯斷裂情況，分合閘線圈情況良好，發(fā)現(xiàn)A、B、C相開關(guān)機(jī)構(gòu)箱內(nèi)的2組分閘線圈的并聯(lián)電阻均存在松動情況，其中A相嚴(yán)重松動并可見2組并聯(lián)電阻已接觸。

（2）現(xiàn)場試驗(yàn)情況

1、對#2變高開關(guān)控制回路的寄生回路檢查，結(jié)果正常。

2、對#2變高開關(guān)控制回路進(jìn)行絕緣檢查，結(jié)果正常（三相分合閘絕緣電阻均在100M以上）。

3、對#2變高開關(guān)控制回路進(jìn)行對地電容檢測，結(jié)果正常（三相分合閘電容均在267nF左右）。

4、#2變高開關(guān)A相分閘一線圈電阻為187.7Ω，分閘二線圈電阻為187.6Ω，B相分閘一線圈電阻為185.5Ω，分閘二線圈電阻為185.2Ω，C相分閘一線圈電阻為186.7Ω，分閘二線圈電阻為186.6Ω，并聯(lián)電阻電阻值均為1kΩ，數(shù)據(jù)正常。

5、#2變高開關(guān)的開關(guān)分閘動作電壓測試，額定操作電壓為220V，65%的操作電壓可靠動作，35%的操作電壓可靠不動作，分閘線圈動作正常。其中三相開關(guān)分閘線圈動作臨界值約在108～115V左右。

（3）現(xiàn)場處理情況

現(xiàn)場將兩組分閘線圈的并聯(lián)電阻重新固定，并使用絕緣膠布將兩組并聯(lián)電阻的帶電部位進(jìn)行包扎，避免其松動或發(fā)生與機(jī)構(gòu)箱接觸的情況。

三、原因分析

通過錄波文件分析發(fā)現(xiàn)#2變高2202開關(guān)A相分閘時有直流接地現(xiàn)象且為負(fù)極接地?，F(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn)#2變高A相開關(guān)機(jī)構(gòu)箱里面的兩組分閘線圈的并聯(lián)電阻松動，一、二組電阻頭端相碰接，電阻松動傾倒且接線處與金屬外殼直接接觸，導(dǎo)致回路接地，故引發(fā)直流接地，且與錄波器顯示的負(fù)端接地相符。接地點(diǎn)與電源負(fù)端形成約110V左右的壓差，造成#2變高A相開關(guān)分閘線圈動作和開關(guān)跳閘。

四、提出對策及下一步工作計(jì)劃

1、全面排查華夏局同型號同廠家的斷路器，對開關(guān)機(jī)構(gòu)箱內(nèi)存在松動的并聯(lián)電阻進(jìn)行加固處理。

2、積極與設(shè)備廠家溝通，要求其對該容易出現(xiàn)松動接觸的設(shè)計(jì)進(jìn)行改進(jìn)，徹底消除該類隱患。

總結(jié)

通過對220kV培訓(xùn)站220kV #2變高A相開關(guān)分閘線圈動作和開關(guān)跳閘的案例，綜合分析開關(guān)動作過程、錄波和試驗(yàn)數(shù)據(jù)，讓運(yùn)行人員對分合閘線圈、開關(guān)保護(hù)原理及整定有了進(jìn)一步認(rèn)識把握。變電運(yùn)行人員從設(shè)備安全運(yùn)行生產(chǎn)、避免人身事故角度出發(fā)，提出對策，并切實(shí)執(zhí)行，真正做到守土有責(zé)，人人都懂原理、講安全，確保變電站健康安全運(yùn)行，避免大面積停電責(zé)任事故。