長安益陽發(fā)電有限公司檢修部 李德山

#2發(fā)變組電壓切換板故障原因分析

長安益陽發(fā)電有限公司檢修部 李德山

【摘要】本文簡單介紹了2011年6月某電廠#2機發(fā)變組二次回路進行檢查過程中發(fā)現(xiàn)的電壓切換板故障問題。通過分析電壓切換的作用及原理、具體的電壓切換試驗，判斷出電壓切換板故障的原因所在，并針對此次故障提出應(yīng)該采取的防范措施以及以后運行過程中應(yīng)該注意的問題。

【關(guān)鍵詞】電壓切換；作用及原理；試驗；防范措施

一、引言

2011年6月，某電廠#2機組進行C修，在對220KV系統(tǒng)電壓變送器的校驗過程中發(fā)現(xiàn)電壓端子A720和N600之間有燒糊跡象。由于該電壓取自發(fā)變組電壓切換箱并且涉及到發(fā)電機的并網(wǎng)以及線路保護，故決定對與A720有關(guān)的電壓回路進行系統(tǒng)地檢查。由于當時線路正在運行且保護裝置沒有任何異常，故檢查的重點放在了發(fā)變組。目的就是通過檢查回路和試驗來判斷整個二次回路是否存在故障點，設(shè)備能否繼續(xù)正常運行。

二、電壓切換的作用及原理

1.電壓切換的作用

對于雙母線系統(tǒng)上所連接的電氣元件，在兩組母線分開運行時（例如母線聯(lián)絡(luò)斷路器斷開），為了保證其一次系統(tǒng)和二次系統(tǒng)的電壓保持對應(yīng)，以免發(fā)生保護或自動裝置誤動、拒動，要求保護及自動裝置的二次電壓回路隨同主接線一起進行切換。

2.電壓切換的原理

電壓切換主要是用隔離開關(guān)兩個輔助觸點去啟動電壓切換中間繼電器，利用其觸點實現(xiàn)電壓回路的自動切換。其核心元件就是電壓切換中間繼電器（雙位置繼電器YQJ），如圖1所示。

圖1 電壓切換的原理圖

雙位置繼電器YQJ是一個具有兩個線圈YQJ1和YQJ2的繼電器，YQJ1由隔離開關(guān)的常開觸點控制，YQJ2由隔離開關(guān)的常閉觸點控制，YQJ觸點由YQJ1和YQJ2的受勵情況決定。如圖1中，當線圈YQJ1失磁，而線圈YQJ2被勵磁時，繼電器YQJ的常開觸點保持不變；當線圈YQJ2失磁，而線圈YQJ1被勵磁時，繼電器YQJ的常開觸點將閉合。當YQJ1和YQJ2同時失磁或者同時被勵磁時，YQJ的觸點將保持原來的狀態(tài)不變。換句話說，只有線圈YQJ1和YQJ2同時改變受勵情況（也就是隔離開關(guān)的兩個輔助觸點同時改變）時，繼電器YQJ的觸點才會動作。

下面就拿圖1中隔離開關(guān)掛在I母、掛在II母及不掛任何母線三種情況下A相電壓經(jīng)切換后的輸出電壓進行分析。圖中A721取自第一組TV（即I母電壓），A723取自第二組TV（即II母電壓），A720為切換后的輸出電壓。當隔離開關(guān)掛在I母時，由于隔離開關(guān)1G動作，其常開、常閉輔助觸點均會變位，對應(yīng)的1YQJ2將失磁，而1YQJ1將被勵磁，在電壓切換回路中雙位置繼電器1YQJ的常開觸點將閉合。由于隔離開關(guān)2G沒動作，其常開、常閉輔助觸點均保持不變，對應(yīng)的2YQJ1保持原來的失磁狀態(tài)，2YQJ2保持原來的受勵狀態(tài)，在電壓切換回路中雙位置繼電器2YQJ的常開觸點不動作。這樣A720所輸出的電壓即為A721處的電壓即I母電壓。同理，當隔離開關(guān)掛在II母時，A720所輸出的電壓則為A723處的電壓即II母電壓。當隔離開關(guān)不掛任何母線時，由于1G和2G都沒動作，它們的輔助觸點均不會變位，1YQJ和2YQJ的常開觸點均保持斷開，A720所輸出的電壓將為零。由以上的分析可看出，電壓經(jīng)過切換后，滿足了一次系統(tǒng)和二次系統(tǒng)的電壓保持對應(yīng)的要求。

三、檢查試驗過程

切換后的輸出電壓（A720、N600）除了供給220KV系統(tǒng)電壓變送器用之外，還有一個重要用途就是供給同期裝置系統(tǒng)電壓。由于涉及到#2機組的并網(wǎng)問題，故決定對整個電壓回路進行檢查試驗，以確保設(shè)備正常運行。

整個檢查試驗分三部分進行：

1.母線PT出口至電壓切換箱的輸入之間的回路。當時檢查發(fā)現(xiàn)網(wǎng)控線路保護沒有任何異常，且PT二次空開沒有跳開，故可判斷PT出口至網(wǎng)控段回路完好。進一步用萬用表測得進電壓切換箱前的采樣電壓A630、A640對N600均為60V，故可判斷母線PT出口至電壓切換箱之間的回路完好。

2.電壓切換輸出至同期裝置和變送器之間的回路。用萬用表測量切換后輸出電壓A720、N600電壓為零；用通斷方法測得電壓切換輸出至同期裝置和變送器之間的回路正確，無斷開和寄生回路；用搖表測得回路絕緣合格。故可判斷電壓切換輸出至同期裝置和變送器之間的回路完好。

3.電壓切換箱中的切換回路。將電壓切換的輸入電壓外部端子線A630、A640和N600甩開并包扎好，以防止試驗對正在運行運行的電壓回路產(chǎn)生沖擊。送上電壓切換箱的工作電源，模擬隔離開關(guān)掛I母狀態(tài)，在端子A630、N600處加試驗電壓60V，并斷開1G的常閉觸點，短接1G的常開觸點，測得切換輸出電壓A720、N600電壓為零。故可判斷電壓切換回路有問題。退出試驗，將電壓切換板拔出后發(fā)現(xiàn)電壓切換板已被燒壞，如圖2所示。圖中燒糊處即為故障點，燒斷的銅薄即雙位置繼電器的輸出觸點回路。

圖2

四、故障原因分析及防范措施

從切換板的故障情況看，能使銅薄燒斷的原因只有一個，那就是有大電流通過。結(jié)合220KV系統(tǒng)電壓變送器電壓端子A720和N600之間有燒糊跡象這一現(xiàn)象分析，在端子A720和N600處曾經(jīng)發(fā)生過金屬性或者非金屬性短路。但從另一現(xiàn)象看，PT二次空開沒有跳開，而直接燒壞切換板，考慮到該板子已運行6年有余，電子元件長期帶電容易使絕緣受損，說明切換板的絕緣已經(jīng)老化。

由上述分析可知，端子A720和N600處發(fā)生短路是切換板燒壞的直接原因，切換板的絕緣老化是故障的主要原因。

鑒于電壓切換板的重要性，為了防止板子故障影響機組的穩(wěn)定運行，針對此次故障，有必要采取以下防范措施：

1.定期對切換板進行絕緣、電壓沖擊試驗。

2.定期對完整的PT二次回路進行絕緣檢查。

3.保持良好的室內(nèi)環(huán)境溫度和濕度。因為過熱容易使元件老化，濕度太高是發(fā)生非金屬性短路的原因之一。

4.保證完好的安措制度。例如，在隔離開關(guān)操作過程中，要保證雙位置繼電器復(fù)位后再斷開繼電器的工作電源。否則，很可能發(fā)生隔離開關(guān)不掛任何母線時由于雙位置繼電器保持原態(tài)使本該為零的切換后輸出電壓帶電。這樣很容易導(dǎo)致工作中發(fā)生金屬性短路。

五、結(jié)束語

電壓切換回路是一個重要回路，它的故障不僅會導(dǎo)致發(fā)電機無法并網(wǎng)，電壓顯示不正確，還可能導(dǎo)致保護誤動作，嚴重影響系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。所以針對電壓切換回路制定完好的工作制度和定期對回路的檢查試驗都是必須的，因為完好的工作制度是避免故障發(fā)生最直接的辦法，而試驗則是檢驗設(shè)備和回路完好正確的最有效的辦法。

作者簡介：

李德山（1981—），男，廣西桂林人，2003年6月畢業(yè)于鄭州電力高等?？茖W(xué)校，工程師，研究方向：電氣工程及其自動化。