劉兵

(華電貴州黔源電力股份有限公司，貴州 貴陽(yáng) 550002)

1 事故經(jīng)過(guò)

故障發(fā)生時(shí)，正值繼電保護(hù)工作人員對(duì)線路保護(hù)裝置進(jìn)行整組試驗(yàn)的常規(guī)定檢，完成一次整組試驗(yàn)后，高壓斷路器5002K無(wú)法正確動(dòng)作，同時(shí)保護(hù)裝置周圍出現(xiàn)濃烈的燒焦味。經(jīng)過(guò)查找，發(fā)現(xiàn)主變壓器高壓側(cè)斷路器5002K，5003K保護(hù)柜操作箱中永跳和三跳插件已經(jīng)燒壞，導(dǎo)致保護(hù)裝置異常。

2 原因分析

對(duì)斷路器操作箱中三跳、永跳回路進(jìn)行仔細(xì)分析并結(jié)合整組試驗(yàn)情況，初步確定問(wèn)題來(lái)自發(fā)電機(jī)變壓器保護(hù)裝置跳主變壓器高壓側(cè)斷路器回路。通過(guò)檢查發(fā)電機(jī)變壓器組錄波器的錄波文件發(fā)現(xiàn):在整組試驗(yàn)過(guò)程中，#3主變壓器B1柜過(guò)激磁保護(hù)Ⅱ段動(dòng)作，動(dòng)作持續(xù)時(shí)間為0.08 s。主變壓器過(guò)激磁保護(hù)電壓信號(hào)取自主變壓器高壓側(cè)母線電壓互感器，整組試驗(yàn)電壓施加于電壓轉(zhuǎn)接端子屏，主變壓器保護(hù)采集到線路過(guò)壓信號(hào)，主變壓器過(guò)激磁保護(hù)動(dòng)作出口。自保持回路處理前保護(hù)跳閘出口二次接線如圖1所示。

在變壓器出口繼電器接點(diǎn)TJ與保護(hù)出口壓板XB之間串入了電流自保持線圈I與穩(wěn)壓二極管并聯(lián)支路，當(dāng)出口繼電器接點(diǎn)直接接通斷路器跳閘線圈時(shí)，由于有斷路器輔助觸點(diǎn)DL斷開(kāi)回路，這種接線結(jié)構(gòu)有利于保護(hù)可靠跳閘，從而提高保護(hù)動(dòng)作的可靠性與安全性［1］。但在該設(shè)計(jì)中，由變壓器出口繼電器接點(diǎn)TJ接通斷路器操作箱永跳繼電器TJR，再由TJR接點(diǎn)接通斷路器跳閘線圈TC，在跳閘過(guò)程中由繼電器TJB實(shí)現(xiàn)斷路器的可靠跳閘。因?yàn)樽员３志€圈I的存在，只要變壓器跳閘出口TJ動(dòng)作，自保持線圈I在穩(wěn)壓二極管的作用下使接點(diǎn)I閉合，導(dǎo)致永跳回路長(zhǎng)期帶電。1RTJR的阻值較大(2.08～2.09 kΩ)，在永跳回路長(zhǎng)期帶電的情況下，1RTJR嚴(yán)重發(fā)熱，最終導(dǎo)致500 kV斷路器操作箱三跳和永跳插件燒壞。

3 解決措施

針對(duì)該種接線形式的二次回路，在對(duì)發(fā)電機(jī)、變壓器保護(hù)I/O插件進(jìn)行充分分析和相關(guān)回路測(cè)量后，提出以下2種處理方案:

(1)將出口跳閘接點(diǎn)TJ改接到非自保持回路中。在此類I/O保護(hù)插件中，將出口跳閘接點(diǎn)TJ由(1TJ 3∶1，1TJ 3∶6)、(1TJ 3∶2，1TJ 3∶7)2 對(duì)端子改接到(1TJ 3∶3，1TJ 3∶8)、(1TJ 3∶4，1TJ 3∶9)2對(duì)端子上，即可實(shí)現(xiàn)由自保持接點(diǎn)改為快速返回接點(diǎn)［2-4］。

(2)將出口跳閘接點(diǎn)TJ回路中自保持功能從物理回路上消除。在該方案中，使二極管串聯(lián)回路開(kāi)路，使自保持線圈短路，實(shí)現(xiàn)該自保持功能的消除。處理后的二次回路接線如圖2所示。

經(jīng)過(guò)以上2種方法處理后，均能使自保持回路消除。第1種方案需要修改保護(hù)裝置軟件以得到不同的跳閘矩陣，這需要該類保護(hù)裝置的研發(fā)人員完成。第2種方案原理簡(jiǎn)單、工作量小，且經(jīng)過(guò)改進(jìn)后不會(huì)產(chǎn)生新的寄生回路，回路修改后電壓、電流仍滿足繼電保護(hù)反措要求(處理前自保持線圈I的電阻為9.10～9.50 Ω，回路修改后自保持線圈I兩端電阻為0.02 ～0.03 Ω)。因此，選擇第2 種方案［5-6］。

4 試驗(yàn)驗(yàn)證

為驗(yàn)證處理方法的正確性，故障處理前后分別在C相加過(guò)電壓致過(guò)激磁保護(hù)Ⅱ段動(dòng)作，所施加電壓的波形如圖3所示，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試及錄波裝置數(shù)據(jù)文件得到故障處理前各接點(diǎn)變位情況波形如圖4所示，故障處理后接點(diǎn)變位情況波形如圖5所示。

圖2 自保持回路處理后的保護(hù)跳閘出口二次接線圖

圖5 故障處理后各接點(diǎn)變位情況波形

比較故障處理前、后的波形圖可知:處理前，只要保護(hù)出口繼電器動(dòng)作(即TJ接點(diǎn)閉合)，永跳回路中的自保持回路始終帶電(即自保持接點(diǎn)I閉合)，直至斷開(kāi)電源或者切斷保護(hù)出口壓板XB，因此，永跳回路中1RTJR將長(zhǎng)期帶電(TJRt將長(zhǎng)期動(dòng)作)而造成大量發(fā)熱，從而燒毀操作箱永跳插件;處理后，由于消除了永跳回路中的自保持電路，因此，1RTJR的帶電時(shí)間將由出口繼電器動(dòng)作情況(即TJ接點(diǎn)閉合時(shí)間)決定。一般情況下，TJ接點(diǎn)閉合時(shí)間不超過(guò)1.0 s，1RTJR帶電時(shí)間很短，產(chǎn)生的熱量小，燒毀插件的情況不會(huì)發(fā)生。同時(shí)，由于斷路器操作箱回路中設(shè)置有跳閘自保持回路，因此，消除出口跳閘接點(diǎn)TJ的自保持回路后仍可保證斷路器可靠跳閘［7-9］。

5 結(jié)論

(1)該種跳閘回路設(shè)計(jì)缺陷較難發(fā)現(xiàn)。在發(fā)電機(jī)、變壓器保護(hù)裝置檢修過(guò)程中，主變壓器高壓側(cè)斷路器通常處于合閘運(yùn)行狀態(tài)，在傳動(dòng)試驗(yàn)時(shí)常采取的方法是切除出口跳閘壓板XB，測(cè)量壓板下端對(duì)地電壓情況以檢查保護(hù)動(dòng)作情況及二次回路的正確性;在切除出口跳閘壓板XB的情況下，由于相關(guān)回路斷開(kāi)，該種缺陷不會(huì)對(duì)外表現(xiàn);裝置在投運(yùn)試驗(yàn)過(guò)程中，需要保護(hù)裝置廠家、設(shè)計(jì)單位和運(yùn)行維護(hù)單位的相關(guān)專業(yè)人員有機(jī)配合才能發(fā)現(xiàn)該缺陷并消除。

(2)對(duì)早期投入運(yùn)行的保護(hù)裝置有較好的借鑒意義。針對(duì)該缺陷開(kāi)展專項(xiàng)檢查發(fā)現(xiàn)，設(shè)計(jì)單位在對(duì)同一類型保護(hù)裝置設(shè)計(jì)時(shí)均有該種缺陷，對(duì)電廠的安全、穩(wěn)定運(yùn)行構(gòu)成嚴(yán)重威脅。

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