張曦源

（云南電網(wǎng)有限責(zé)任公司楚雄供電局，云南 楚雄 675000）

0 前言

缺陷的應(yīng)急處理是檢修人員最頻繁、也是最常見(jiàn)的工作。如不及時(shí)地處理就有可能造成缺陷的升級(jí)、事故的擴(kuò)大，因此必須及時(shí)地進(jìn)行故障查找和排除，減小電網(wǎng)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)。然而無(wú)論是一個(gè)缺陷、還是一起事故的發(fā)生，往往都是由多個(gè)因素或者多種巧合湊到了一起而產(chǎn)生的連鎖反應(yīng)。本文結(jié)合一起直流接地及信號(hào)錯(cuò)報(bào)的缺陷處理和原因分析提出相應(yīng)的技術(shù)措施和管理措施進(jìn)行改進(jìn)，避免類似問(wèn)題的再次發(fā)生。

1 事件簡(jiǎn)介

2017 年3 月某巡維中心上報(bào)兩條缺陷：110 kV 某變直流系統(tǒng)集中監(jiān)控裝置及后臺(tái)監(jiān)控機(jī)發(fā)直流負(fù)接地信號(hào)。后臺(tái)監(jiān)控機(jī)發(fā)“消弧線圈母線接地”光字牌告警信號(hào)，報(bào)文頻發(fā)“110 kV公用測(cè)控屏一消弧線圈母線接地信號(hào)”。運(yùn)行人員在經(jīng)調(diào)度同意，將35 kV 消弧線圈退出運(yùn)行，斷開(kāi)35 kV 消弧線圈直流電源空開(kāi)后，所有告警信號(hào)消失，通知變電檢修人員到場(chǎng)處理缺陷。

2 缺陷查找和處理

2.1 直流接地缺陷查找及處理

在短時(shí)合上直流電源屏側(cè)直流電源空開(kāi)后，集中監(jiān)控器并未發(fā)出直流負(fù)接地信號(hào)，確定直流電源屏至消弧線圈控制器直流電源空開(kāi)上端頭之間二次回路無(wú)異常。

在檢查消弧線圈控制器直流電源空開(kāi)以下回路發(fā)現(xiàn)，空開(kāi)下端有兩組出線，一組作為消弧線圈自動(dòng)跟蹤補(bǔ)償裝置電源，另一組則作為消弧線圈有載開(kāi)關(guān)檔位回讀器的信號(hào)電源。由于缺陷發(fā)生時(shí)天氣陰雨，而且消弧線圈自動(dòng)跟蹤補(bǔ)償裝置身處室內(nèi)，所以初步懷疑是消弧線圈有載開(kāi)關(guān)檔位回讀信號(hào)回路有異常。

合上消弧線圈控制器直流電源空開(kāi)，集中監(jiān)控器及后臺(tái)監(jiān)控機(jī)發(fā)出直流負(fù)接地信號(hào)。將消弧線圈本體上有載開(kāi)關(guān)檔位回讀的航空插頭從消弧線圈本體拆開(kāi)并懸空后，直流負(fù)接地信號(hào)消失。

檢修人員將航空插頭兩側(cè)拆開(kāi)，用萬(wàn)用表對(duì)航空插頭進(jìn)行絕緣檢測(cè)，卻未發(fā)現(xiàn)異常，每芯電纜對(duì)地絕緣均為8M 左右。將航空插頭背部拆開(kāi)進(jìn)行檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)航空插頭背部與電纜芯線連接處有灼燒且有脫落的痕跡，如圖1 所示。檢修人員遂決定對(duì)航空插頭進(jìn)行清污、重新焊接、絕緣包裹處理。在處理恢復(fù)完畢之后重新合上消弧線圈控制器直流電源空開(kāi)，集中監(jiān)控器及后臺(tái)監(jiān)控機(jī)未再發(fā)出直流負(fù)接地信號(hào)。

圖1 航空插頭觸點(diǎn)燒毀

在對(duì)消弧線圈調(diào)檔控制回路進(jìn)行檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)消弧線圈的有載開(kāi)關(guān)電機(jī)電源與檔位回讀信號(hào)回路通過(guò)同一根航空插頭電纜送至消弧線圈本體航空插座處。經(jīng)查閱圖紙、實(shí)際測(cè)量確定消弧線圈的有載開(kāi)關(guān)電機(jī)電源為380V 交流電源。而這卻無(wú)法滿足南網(wǎng)反措和相關(guān)技術(shù)規(guī)程中的規(guī)定“交流電壓、電流回路、直流回路及電源四部分均應(yīng)使用獨(dú)立電纜，動(dòng)力電纜和控制電纜應(yīng)按種類分層敷設(shè)，嚴(yán)禁用同一電纜的不同導(dǎo)線同時(shí)傳送動(dòng)力電源和信號(hào)”。

2.2 信號(hào)錯(cuò)報(bào)缺陷查找及處理

運(yùn)行人員表示，之前后臺(tái)曾有過(guò)“消弧線圈母線接地”信號(hào)，時(shí)有時(shí)無(wú)，發(fā)信頻率以陰雨天居多。

檢修人員查閱圖紙，如圖2 所示，可知“消弧線圈母線接地”信號(hào)接點(diǎn)由零序電壓繼電器啟動(dòng)，遂對(duì)該信號(hào)接點(diǎn)下端進(jìn)行電壓測(cè)量，結(jié)果顯示-110 V，表明該信號(hào)接點(diǎn)并未導(dǎo)通。用萬(wàn)用表對(duì)35 kV 消弧線圈控制屏零序電壓回路進(jìn)行測(cè)量檢查，測(cè)量結(jié)果顯示35 kV 母線零序電壓二次值為3V，與后臺(tái)監(jiān)控機(jī)顯示一致。檢修人員和廠家技術(shù)人員溝通后確定該零序電壓繼電器啟動(dòng)定值為25 V，此為廠家技術(shù)討論結(jié)果值，相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)并未明確規(guī)定。經(jīng)運(yùn)行人員確認(rèn)缺陷發(fā)生時(shí)除了“直流接地”和“消弧線圈母線接地”兩個(gè)信號(hào)之外，35 kV 母線電壓正常，無(wú)其它異常。由此確定當(dāng)時(shí)無(wú)35 kV 母線接地情況，該信號(hào)應(yīng)該屬于錯(cuò)報(bào)。

圖2 母線接地原理圖

檢修人員對(duì)信號(hào)回路進(jìn)行檢查，并對(duì)設(shè)計(jì)藍(lán)圖和裝置白圖的信號(hào)回路進(jìn)行比對(duì)，發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)藍(lán)圖和裝置白圖的信號(hào)回路存在不一致的情況。如圖3 所示：

圖3 信號(hào)錯(cuò)誤對(duì)比圖

檢修人員對(duì)實(shí)際的信號(hào)回路重新進(jìn)行了校核。發(fā)現(xiàn)后臺(tái)監(jiān)控機(jī)所發(fā)“消弧線圈母線接地”信號(hào)實(shí)際接線為自動(dòng)跟蹤補(bǔ)償裝置報(bào)“控制器外部故障”信號(hào)。如圖4 所示。

圖4 中央信號(hào)回路接線錯(cuò)誤

雖然能從裝置白圖中看到“控制器外部故障”信號(hào)動(dòng)作接點(diǎn)，卻無(wú)法看出繼電器動(dòng)作條件。查閱裝置說(shuō)明書，有以下幾種情況之一將啟動(dòng)“外部故障”報(bào)警繼電器。分別是：位移過(guò)限、調(diào)檔失敗、殘流超標(biāo)、容量不適、檔位到底、檔位到頂、手動(dòng)控制、遠(yuǎn)方控制、母聯(lián)并聯(lián)、未投運(yùn)。檢修人員將消弧線圈控制把手打到手動(dòng)位置，裝置發(fā)出“控制器外部故障”告警報(bào)文，后臺(tái)監(jiān)控機(jī)所發(fā)“110 kV 公用測(cè)控屏一消弧線圈母線接地”報(bào)文信號(hào)，且“消弧線圈母線接地”光字牌點(diǎn)亮。以此確認(rèn)當(dāng)時(shí)后臺(tái)監(jiān)控機(jī)所發(fā)“消弧線圈母線接地”信號(hào)確實(shí)為裝置報(bào)“控制器外部故障”信號(hào)。然而故障當(dāng)時(shí)消弧線圈的控制把手肯定是處在自動(dòng)控制位置，因此暫時(shí)無(wú)法準(zhǔn)確判斷故障發(fā)生時(shí)是屬于何種情況引起的報(bào)警繼電器動(dòng)作。

隨后檢修人員對(duì)消弧線圈進(jìn)行了調(diào)檔試驗(yàn)。在調(diào)檔過(guò)程中忽然后臺(tái)監(jiān)控機(jī)又再報(bào)出“110 kV公用測(cè)控屏一消弧線圈母線接地”信號(hào)，且“消弧線圈母線接地”光字牌點(diǎn)亮，裝置顯示面板有“控制器外部故障”報(bào)文，對(duì)該信號(hào)接點(diǎn)下端進(jìn)行電壓測(cè)量，結(jié)果顯示+110 V，表明該信號(hào)接點(diǎn)確已導(dǎo)通，確有控制器外部故障。

對(duì)消弧線圈控制回路進(jìn)行檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)檔位回讀指示器的檔位燈全滅，無(wú)檔位顯示，而現(xiàn)場(chǎng)消弧線圈實(shí)際處于4 檔狀態(tài)，對(duì)控制屏內(nèi)檔位回讀器4 檔檔位燈進(jìn)線端子進(jìn)行電壓測(cè)量，結(jié)果顯示-110 V，表明該檔位回讀信號(hào)接點(diǎn)確實(shí)未導(dǎo)通，檔位回讀失敗。經(jīng)運(yùn)行人員回憶，后臺(tái)發(fā)“消弧線圈母線接地”信號(hào)時(shí)，自動(dòng)跟蹤補(bǔ)償裝置面板上確有“調(diào)檔失敗”的報(bào)文。

此時(shí)可以確定當(dāng)時(shí)的故障屬于調(diào)檔失敗，即“控制器發(fā)出調(diào)檔命令后，未檢測(cè)到變檔后的檔位信號(hào)”。

檢修人員在調(diào)檔試驗(yàn)之前只對(duì)航空插頭進(jìn)行了清污、重新焊接、絕緣包裹處理，然后恢復(fù)緊固，并未進(jìn)行其它操作。遂決定重新拆開(kāi)航空插頭，對(duì)電纜芯線進(jìn)行通檔檢查。檢查結(jié)果表明航空插頭電纜各芯通檔均無(wú)異常，說(shuō)明航空插頭電纜沒(méi)有斷股、斷線的可能，檔位回讀信號(hào)回路的異常就只剩下消弧線圈本體內(nèi)的二次回路。在恢復(fù)、緊固航空插頭、調(diào)檔后，各檔位卻顯示正常，裝置、后臺(tái)監(jiān)控機(jī)無(wú)異常信號(hào)。于是懷疑航空插頭與消弧線圈本體上的航空插座之間有接觸不良的可能。再次將航空插頭拆開(kāi)、恢復(fù)、緊固、調(diào)檔，終于又出現(xiàn)檔位回讀失敗故障。將航空插頭拆開(kāi)、仔細(xì)對(duì)比檢查后發(fā)現(xiàn)航空插頭的針頭與消弧線圈本體上的航空插座的針孔有一定的間隙，并沒(méi)有完全緊實(shí)地接觸，確實(shí)存在接觸不良的情況。檢修人員用二次接線鼻子前端剪下套在航空插頭針頭上，以此填充針頭與針孔之間的間隙，增大針頭與針孔直接的接觸面積。之后連續(xù)、完整調(diào)檔3 次均再無(wú)異常。至此缺陷完全消除。

3 缺陷原因分析

基于整個(gè)缺陷的查找、分析、判斷、處理的過(guò)程，認(rèn)為兩個(gè)不同的缺陷實(shí)際是一個(gè)缺陷的擴(kuò)大和升級(jí)，而導(dǎo)致本次缺陷發(fā)生的原因主要分為兩大類：一是技術(shù)類的原因，二是管理類的原因。

3.1 技術(shù)類的原因

1）消弧線圈本體處的航空插頭針頭與航空插座針孔的接觸不良，消弧線圈自動(dòng)補(bǔ)償裝置對(duì)消弧線圈進(jìn)行調(diào)檔操作后，無(wú)法檢測(cè)到相應(yīng)的檔位變動(dòng)信號(hào)（即調(diào)檔失?。?。于是裝置反復(fù)進(jìn)行調(diào)檔操作，電機(jī)控制回路較長(zhǎng)時(shí)間處于帶電狀態(tài)。

2）消弧線圈采用的航空插頭預(yù)制式電纜不滿足南網(wǎng)反措和相關(guān)技術(shù)規(guī)程的要求，存在交直流混用的情況。該變電站調(diào)匝式消弧線圈是早期投運(yùn)設(shè)備，本體回路只有一個(gè)航空插座，沒(méi)有本體端子箱，因此無(wú)法用兩根電纜將電機(jī)電源與信號(hào)回路隔離開(kāi)。

3）室外的航空插頭防潮措施不夠。在陰雨天氣下，影響了航空插頭內(nèi)部的絕緣強(qiáng)度。以上三個(gè)因素同時(shí)發(fā)生，造成了檔位回讀信號(hào)回路觸點(diǎn)的燒毀，從而引發(fā)了直流接地。

4）信號(hào)回路的設(shè)計(jì)、接線錯(cuò)誤則導(dǎo)致了后臺(tái)監(jiān)控機(jī)“消弧線圈母線接地”信號(hào)的錯(cuò)報(bào)。

5）檔位回讀指示器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理、檔位回讀指示燈過(guò)小、安裝位置過(guò)于隱蔽，導(dǎo)致檔位回讀失敗一直未被發(fā)現(xiàn)。

6）消弧線圈檔位回讀的信號(hào)未接入測(cè)控裝置，也未寫入后臺(tái)監(jiān)控機(jī)的遙信數(shù)據(jù)庫(kù)中，也就無(wú)法在后臺(tái)監(jiān)控機(jī)上實(shí)時(shí)監(jiān)視消弧線圈的檔位信號(hào)。而在現(xiàn)有運(yùn)行調(diào)檔式消弧線圈的變電站中普遍存在此問(wèn)題。

3.2 管理類的原因

1）圖紙審查工作不嚴(yán)密。在該站綜合自動(dòng)化改造工作的前期，進(jìn)行的施工圖紙審查工作中未發(fā)現(xiàn)消弧線圈自動(dòng)跟蹤補(bǔ)償裝置的施工圖設(shè)計(jì)和裝置白圖的信號(hào)回路有不一致的情況。

2）外包工程的項(xiàng)目管理工作不嚴(yán)格。在綜合自動(dòng)化改造項(xiàng)目的施工、驗(yàn)收過(guò)程中均未發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)錯(cuò)誤、接線錯(cuò)誤。

3）預(yù)試定檢工作的檢修質(zhì)量不高。由于沒(méi)有消弧線圈自動(dòng)跟蹤補(bǔ)償裝置相關(guān)的預(yù)試定檢規(guī)程規(guī)定，也沒(méi)有相關(guān)的作業(yè)指導(dǎo)書。在幾個(gè)月前進(jìn)行過(guò)的首檢工作中，只有一次設(shè)備消弧線圈本體的定檢工作，卻未安排消弧線圈自動(dòng)跟蹤補(bǔ)償裝置的預(yù)試定檢工作，導(dǎo)致了二次信號(hào)回路的錯(cuò)誤一直都未被發(fā)現(xiàn)。

4）管理理念的缺失。在消弧線圈采用的航空插頭預(yù)制式電纜不滿足南網(wǎng)反措和相關(guān)技術(shù)規(guī)程的要求的情況下，長(zhǎng)期運(yùn)行，一直未制定相關(guān)的處理和改進(jìn)措施。

5）運(yùn)行人員在發(fā)生缺陷時(shí)未全面記錄缺陷在各設(shè)備上的表征。且在發(fā)出“消弧線圈母線接地”信號(hào)后未引起足夠高度的重視，導(dǎo)致缺陷的擴(kuò)大升級(jí)。

4 防治措施

4.1 技術(shù)類的防治措施

1）航空插頭針頭與航空插座針孔的接觸的可靠度，目前暫時(shí)沒(méi)有準(zhǔn)確的度量辦法和標(biāo)準(zhǔn)，所以也沒(méi)有辦法進(jìn)行定量的分析。二者接觸的可靠程度取決于接觸件的設(shè)計(jì)、構(gòu)造、工藝以及原材料的性能等多個(gè)因素。因此在航空插頭安裝完畢后，只能采用蜂鳴器、萬(wàn)用表通檔測(cè)試等傳統(tǒng)的辦法結(jié)合多次檢測(cè)來(lái)進(jìn)行把控。

2）初始設(shè)計(jì)不夠盡善盡美，設(shè)備本體結(jié)構(gòu)無(wú)法改變，但可以考慮從外部回路進(jìn)行改造以此來(lái)滿足南網(wǎng)反措和技術(shù)規(guī)程的要求。如加裝航空插頭轉(zhuǎn)換接頭和本體端子箱（轉(zhuǎn)換接頭需跟設(shè)備廠家專門定制），將原有的預(yù)制式電纜更換為兩根常規(guī)的二次電纜，以此實(shí)現(xiàn)交直流回路的相互獨(dú)立。

3）在室外消弧線圈本體端的航空插座上方加裝防雨罩，防雨罩的制作可參照瓦斯繼電器的防雨罩模型。

4）對(duì)信號(hào)回路進(jìn)行了正確性核對(duì)、二次線的改接，并對(duì)竣工圖紙進(jìn)行了修改。

5）建議將原有的檔位回讀指示器更換為數(shù)字式檔位指示器，并將其重新安裝至保護(hù)屏的正前方，便于運(yùn)行人員觀測(cè)。

6）改造檔位回讀二次回路，在后臺(tái)監(jiān)控機(jī)上增加消弧線圈檔位信號(hào)。在檔位回讀指示器和檔位信號(hào)開(kāi)入接點(diǎn)之間增加具有兩對(duì)常開(kāi)接點(diǎn)的中間繼電器，一對(duì)接點(diǎn)接入測(cè)控裝置，一對(duì)繼續(xù)作為檔位回讀指示回路。不過(guò)此舉會(huì)增加9 個(gè)中間繼電器，也增加了二次回路的復(fù)雜程度。

4.2 管理類的防治措施

1）加強(qiáng)圖紙審查工作的管理，避免新、老設(shè)備之間二次回路的銜接出現(xiàn)設(shè)計(jì)錯(cuò)誤、接線錯(cuò)誤。尤其是對(duì)于消弧線圈這一類相對(duì)“冷門”的設(shè)備。

2）加強(qiáng)外包工程的項(xiàng)目管理工作的技術(shù)把關(guān)，提高竣工圖紙的反饋質(zhì)量和驗(yàn)收質(zhì)量。

3）建議增加消弧線圈自動(dòng)跟蹤補(bǔ)償裝置相關(guān)的預(yù)試定檢規(guī)程規(guī)定，自行編制作業(yè)指導(dǎo)書，列入預(yù)試定檢計(jì)劃，提高檢修質(zhì)量。

4）加強(qiáng)對(duì)暫時(shí)無(wú)法滿足規(guī)程要求的設(shè)備的管控，盡可能及時(shí)制定出改進(jìn)措施，并長(zhǎng)期跟蹤其運(yùn)行狀態(tài)。

5）運(yùn)行人員在發(fā)現(xiàn)缺陷之際，應(yīng)對(duì)一、二次設(shè)備、后臺(tái)監(jiān)控機(jī)的狀態(tài)、信號(hào)作出準(zhǔn)確、詳細(xì)、完整、全面的書面記錄，且建議最好有照片為證，以此為檢修人員的缺陷查找、分析、判斷和處理工作提供更有利、更準(zhǔn)確的幫助。對(duì)頻繁、短暫發(fā)起的告警信號(hào)加強(qiáng)足夠的重視以避免缺陷的擴(kuò)大升級(jí)。

5 結(jié)束語(yǔ)

1）單個(gè)的不安全因素可能還不足以威脅安全生產(chǎn)，可是當(dāng)多個(gè)不安全因素偶然的、順利的組合在一起則就會(huì)導(dǎo)致一個(gè)完全不安全事件的發(fā)生，帶來(lái)的后果無(wú)法估量。因此在電網(wǎng)安全生產(chǎn)的過(guò)程中把每一個(gè)不安全因素及時(shí)找出、控制住和消除，減少或避免隱患擴(kuò)大、升級(jí)甚至是造成事故的意義尤為重大。

2）變電站綜合自動(dòng)化改造在電網(wǎng)建設(shè)和運(yùn)行管理中算是比較頻繁且重要的項(xiàng)目管理工作，而圖紙?jiān)O(shè)計(jì)、圖紙審查、項(xiàng)目竣工驗(yàn)收環(huán)節(jié)應(yīng)該是業(yè)主方項(xiàng)目管理的核心工作，應(yīng)增加更多的重視和管理，提高施工圖設(shè)計(jì)、施工圖紙審查、竣工圖紙反饋、項(xiàng)目驗(yàn)收、投產(chǎn)后首檢等工作的質(zhì)量，減少設(shè)備投運(yùn)后的缺陷發(fā)生頻率，更應(yīng)在短期內(nèi)杜絕直流接地等緊急、重大缺陷的發(fā)生。