莫純侶 田燕飛

摘 要：本文通過(guò)對(duì)一起35kV開(kāi)關(guān)拒動(dòng)故障的詳細(xì)情況進(jìn)行分析，得出導(dǎo)致該次開(kāi)關(guān)拒動(dòng)的主要原因，進(jìn)行總結(jié)歸納，并提出防范措施。

關(guān)鍵詞：開(kāi)關(guān)；拒動(dòng)；原因；防范措施

1 引言

電力線路或者運(yùn)行設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，開(kāi)關(guān)通過(guò)接收保護(hù)信號(hào)正常動(dòng)作是保障切除故障中極其重要的一環(huán)，若開(kāi)關(guān)拒動(dòng)則會(huì)引起上級(jí)保護(hù)動(dòng)作，越級(jí)跳閘，最后甚至可能導(dǎo)致電網(wǎng)瓦解，電網(wǎng)大面積停電等重大電網(wǎng)事故。本文對(duì)一起35kV開(kāi)關(guān)拒動(dòng)故障的詳細(xì)情況進(jìn)行分析，得出主要的原因，并提出防范措施。

2 故障概述

110kV 變電站35kV故障線線路AB相間故障，過(guò)流II段、過(guò)流III段動(dòng)作，35kV故障線312開(kāi)關(guān)跳閘不成功，#2主變中后備復(fù)壓過(guò)流I段1時(shí)限、復(fù)壓過(guò)流I段2時(shí)限分別動(dòng)作，跳開(kāi)35kV母聯(lián)300開(kāi)關(guān)（故障前處于熱備用）及#2變中302開(kāi)關(guān)；110kV 變電站35kV#2M母線失壓。

經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)，是由于110kV 變電站35kV故障線312開(kāi)關(guān)分閘線圈燒毀造成開(kāi)關(guān)跳閘不成功。

3 原因分析

3.1 保護(hù)動(dòng)作情況分析

通過(guò)后臺(tái)報(bào)文及錄波分析可知：

35kV故障線保護(hù)過(guò)流II段動(dòng)作；由裝置故障時(shí)錄波采樣可知A相電流為11.6A、B相電流為9.6A，過(guò)流II段動(dòng)作與保護(hù)裝置啟動(dòng)時(shí)間差585毫秒；滿足保護(hù)裝置過(guò)流II保護(hù)定值：“7.73A”、電流II段時(shí)間定值：“0.6S”動(dòng)作要求。

由裝置故障時(shí)錄波采樣可知，跳閘出口后故障電流仍存在，35kV故障線保護(hù)過(guò)流III段動(dòng)作；由裝置故障時(shí)錄波采樣可知A相電流為10.6A、B相電流為9.2A，過(guò)流III段動(dòng)作與保護(hù)裝置啟動(dòng)時(shí)間差888毫秒；滿足保護(hù)裝置過(guò)流III保護(hù)定值：“4.39A”、電流II段時(shí)間定值：“0.9S”動(dòng)作要求。

由裝置故障時(shí)錄波采樣可知，跳閘出口后故障電流仍存在，35kV故障線保護(hù)裝置報(bào)跳閘失敗。

35kV故障線保護(hù)裝置報(bào)控回?cái)嗑€，現(xiàn)場(chǎng)檢查操作電源空開(kāi)已跳閘。

#2主變中后備保護(hù)動(dòng)作分析

通過(guò)后臺(tái)報(bào)文及錄波分析可知：

#2主變中后備保護(hù)復(fù)壓過(guò)流I段1時(shí)限動(dòng)作閉鎖35kV備自投。#2主變中后備保護(hù)復(fù)壓過(guò)流I段2時(shí)限動(dòng)作跳#2變中302開(kāi)關(guān)；由裝置故障時(shí)錄波采樣可知A相電流為6.5A、B相電流為6.5A、C相電流為3.1A，相間電壓Uab為25V、相間電壓Ubc為33V、相間電壓Uca為56V，變中 302開(kāi)關(guān)分位切斷故障電流。

3.2 拒動(dòng)原因分析

檢查人員現(xiàn)場(chǎng)打開(kāi)機(jī)構(gòu)箱聞到一股濃烈的燒焦氣味，發(fā)現(xiàn)分閘線圈嚴(yán)重?zé)龤?，有燒焦熔狀物從分閘線圈底部滲出，現(xiàn)場(chǎng)對(duì)燒毀的分閘線圈進(jìn)行電阻測(cè)量為1.1Ω，表明線圈內(nèi)部已經(jīng)短路。開(kāi)關(guān)處于合閘位置，現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行就地手動(dòng)斷開(kāi)該開(kāi)關(guān)，合閘彈簧儲(chǔ)能正常，傳動(dòng)連桿無(wú)變形損壞，開(kāi)關(guān)本體極柱無(wú)破損、無(wú)放電痕跡，全面檢查開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)及本體的各部件，未發(fā)現(xiàn)其他異常。對(duì)開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)進(jìn)行多次手動(dòng)分合閘操作，開(kāi)關(guān)本體能正常分合閘到位，開(kāi)關(guān)操作機(jī)構(gòu)分合閘動(dòng)作順暢，無(wú)卡澀現(xiàn)象，開(kāi)關(guān)儲(chǔ)能彈簧可以正常儲(chǔ)能，儲(chǔ)能過(guò)程中電機(jī)無(wú)異響。初步判斷為分閘線圈燒毀。

更換線圈后，開(kāi)關(guān)的動(dòng)作電壓、機(jī)械特性正常，符合廠家要求值，因此可以排除是由機(jī)構(gòu)卡澀造成開(kāi)關(guān)分閘不成功。

拆開(kāi)分閘線圈金屬外殼，分閘線圈外絕緣紙已燒毀，呈深棕黑色（見(jiàn)圖3），內(nèi)部導(dǎo)線與絕緣漆已經(jīng)燒熔并發(fā)出刺鼻氣味。

解剖燒損的分閘線圈，解開(kāi)表面包裹絕緣繃帶，露出線圈部分，線圈高70mm，匝數(shù)4500，線徑約0.31mm，線圈排列不齊整，繞組松散凌亂，漆包線表面已經(jīng)發(fā)黑融化，絕緣漆已整體破損。

通過(guò)測(cè)量線圈直阻只有1.1Ω，證明內(nèi)部存在匝間短路，在保護(hù)發(fā)出跳閘指令后，判斷為當(dāng)開(kāi)關(guān)接到分閘指令后，分閘線圈通電，但因線圈匝間在絕緣薄弱點(diǎn)，通電后形成匝間短路，線圈匝數(shù)變少，鐵芯勵(lì)磁不足，無(wú)法產(chǎn)生足夠的電磁力，未能使分閘脫口機(jī)構(gòu)動(dòng)作，開(kāi)關(guān)分閘不成功，同時(shí)線圈持續(xù)通電過(guò)熱，加速匝間絕緣老化，引起線圈嚴(yán)重?zé)龘p，最終無(wú)法跳閘。

3.3線圈燒損原因分析

3.3.1直接原因

35kV故障線312開(kāi)關(guān)的分閘線圈內(nèi)部絕緣不良，在運(yùn)行過(guò)程中發(fā)生匝間短路，造成線圈受熱過(guò)高導(dǎo)致內(nèi)部漆包線熔融，分閘脫口機(jī)構(gòu)無(wú)法正常動(dòng)作，在線路有故障時(shí)無(wú)法及時(shí)動(dòng)作跳閘。35kV故障線開(kāi)關(guān)分閘線圈內(nèi)部受熱熔融老化，原因是存在絕緣薄弱點(diǎn)，在線路故障發(fā)出保護(hù)發(fā)出跳閘指令，開(kāi)關(guān)分閘線圈通電后動(dòng)作。但因線圈內(nèi)部存在匝間短路，線圈匝數(shù)減少，鐵芯勵(lì)磁不足，電磁力無(wú)法使脫口機(jī)構(gòu)動(dòng)作。因此，開(kāi)關(guān)無(wú)法在第一時(shí)間動(dòng)作跳閘，引起上級(jí)保護(hù)跳閘，斷開(kāi)故障點(diǎn)。因此，35kV故障線開(kāi)關(guān)分閘線圈內(nèi)部絕緣不良，存在匝間短路是本次事件的直接原因。

3.3.2間接原因

35kV故障線開(kāi)關(guān)分閘線圈制造工藝差，解剖同廠家、同型號(hào)開(kāi)關(guān)線圈。線圈排列不齊整、線圈繞制松散，漆包線匝與匝之間沒(méi)有黏結(jié)劑（一般浸漬固黏漆用于線圈固型），線圈固定不牢，力學(xué)性能差。線圈受到脈沖電壓時(shí)在電動(dòng)力的作用下線圈匝與匝之間、層與層之前會(huì)產(chǎn)生位移，位移擴(kuò)大進(jìn)一步引起振動(dòng)、摩擦，線圈表面的絕緣漆開(kāi)裂、破損，從而加速絕緣老化。

目前開(kāi)關(guān)分合閘線圈缺乏相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，大部分開(kāi)關(guān)廠家采用的線圈均為外購(gòu)產(chǎn)品，在缺乏技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)約束的情況下，各廠家生產(chǎn)的線圈質(zhì)量參差不齊。經(jīng)濟(jì)效益的驅(qū)動(dòng)下開(kāi)關(guān)廠家往往傾向于采購(gòu)價(jià)格低的線圈，導(dǎo)致開(kāi)關(guān)線圈質(zhì)量無(wú)法提高。

4 防范措施

對(duì)斷路器的分合閘線圈，針對(duì)性的開(kāi)展線圈脈沖測(cè)試、線圈直流電阻及絕緣電阻測(cè)試、動(dòng)作電壓試驗(yàn)，對(duì)存在異常的線圈立即開(kāi)展更換。做好備品備件購(gòu)置工作，完善備品備件配置。

5 結(jié)語(yǔ)

本文通過(guò)一起35kV開(kāi)關(guān)拒動(dòng)的故障，深入分析其拒動(dòng)的詳細(xì)情況，得出分閘線圈燒毀為拒動(dòng)的主要原因，更進(jìn)一步了解了導(dǎo)致分閘線圈燒毀的主要原因。

參考文獻(xiàn)：

[1]糜作維，一起開(kāi)關(guān)拒動(dòng)事故的分析[J].科技資訊，2016，36：150

[2]王巖，黃仁謀，翁時(shí)軍，一起因開(kāi)關(guān)拒動(dòng)引起的停電事故分析[J].科技資訊，2015，19（24）：142-144.

[3]毛艷東，110kV斷路器遠(yuǎn)控分閘開(kāi)關(guān)拒動(dòng)跳閘線圈燒毀故障原因分析及處理防范[J].中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào)，2013，26（13）：146-150.

作者簡(jiǎn)介：

莫純侶 男 漢族 廣東陽(yáng)江華南理工大學(xué)自動(dòng)化專業(yè)本科畢業(yè)，助理工程師 研究方向：電力系統(tǒng)分析與應(yīng)用；

田燕飛 廣東工業(yè)大學(xué)電氣工程專業(yè)碩士研究生畢業(yè)， 500kV蝶嶺變電站值班員。