國(guó)網(wǎng)湖北省電力有限公司黃岡供電公司檢修分公司 湖北 黃岡 438000

一、概述

斷路器能夠切除故障線路,防止事故進(jìn)一步擴(kuò)大,是變電站重要的一次設(shè)備,其控制回路完整是保證斷路器能夠可靠執(zhí)行跳、合閘操作命令的重要條件[1]。當(dāng)保護(hù)裝置和后臺(tái)發(fā)出“控制回路斷線”的告警信號(hào)時(shí),表明斷路器控制回路不完好,斷路器可能無(wú)法進(jìn)行正常的分、合閘操作和保護(hù)跳閘操作,如果此時(shí)有故障發(fā)生,會(huì)出現(xiàn)斷路器拒動(dòng)保護(hù)越級(jí)跳閘,引發(fā)大面積停電,甚至?xí)斐呻娏ο到y(tǒng)癱瘓等事故的發(fā)生[2],需要盡快處理該缺陷。

二、設(shè)備情況

2020年共發(fā)生斷路器控制回路斷線故障69起,占全年設(shè)備0缺陷處理的6.9%,下面進(jìn)行針對(duì)性分析。

(一)按照變電站電壓等級(jí)分。共有47座變電站出現(xiàn)過斷路器控制回路斷線故障情況。其中220k V變電站發(fā)生8起,110k V變電站發(fā)生28起,35k V變電站發(fā)生33起共有13座變電站出現(xiàn)2起及以上的斷路器控制回路斷線故障問題,其中220k V QC、YH共2座變電站,110k VYJH、XH、QJL、YS共4座變電站,35k VBM、TZ、MER、TL、ZL、SZ、GY共7座變電站。

(二)按照設(shè)備電壓等級(jí)分。出現(xiàn)控制回路斷線故障的斷路器中220k V設(shè)備2起,110k V設(shè)備13起,35k V設(shè)備17起,10k V設(shè)備37起。110k V及以上斷路器控制回路斷線故障占比為21.7%。

(三)按設(shè)備間隔分。共有3個(gè)間隔出現(xiàn)過2起以上斷路器控制回路斷線故障問題,其中220k V間隔為1個(gè),10k V間隔共2個(gè),分別為220k VQC站220k VZC一回春221開關(guān)第二組控制回路斷線,35k VSZ站10k VS15開關(guān)間隔和35k VZL站10k VZ14開關(guān)間隔發(fā)控制回路斷線。

(四)按缺陷原因分。斷路器控制回路斷線問題的69起故障中,元件故障原因48起,占比69.6%;二次回路故障原因9起,占比13.0%;機(jī)構(gòu)調(diào)整故障6起,占比8.7%;插件故障原因2起,占比2.9%;SF6故障原因1起,占比1.4%;其它原因3起,占比4.3%。具體分布如圖1。

圖1 控制回路斷線故障原因分布

而在占比最高的元件故障中,斷路器分合閘線圈燒損占主要部分,其次為儲(chǔ)能電機(jī)或儲(chǔ)能、控制空開故障,微動(dòng)開關(guān)損壞。

三、斷路器控制回路斷線的理論分析

完整的斷路器控制回路由保護(hù)裝置和斷路器的分合閘回路組成,無(wú)論是遠(yuǎn)方、就地分合閘,還是保護(hù)分合閘都是先作用于保護(hù)裝置,然后再通過斷路器分合閘回路實(shí)現(xiàn)斷路器的分合。只有當(dāng)TWJ和HWJ兩個(gè)常閉接點(diǎn)都閉合,才會(huì)發(fā)出控制回路斷線的告警信號(hào)。當(dāng)斷路器處于分位時(shí),斷路器合閘回路的輔助接點(diǎn)是常閉的,能夠?qū)C(jī)構(gòu)箱的合閘回路,此時(shí)斷路器跳位監(jiān)視回路導(dǎo)通,TWJ繼電器被勵(lì)磁,TWJ常閉接點(diǎn)打開,TWJ常開接點(diǎn)閉合。而跳閘回路的斷路器輔助接點(diǎn)常開,機(jī)構(gòu)箱跳閘回路被斷開,合位監(jiān)視回路沒有被導(dǎo)通,HWJ繼電器沒有被勵(lì)磁,HWJ常閉接點(diǎn)閉合,HWJ常開接點(diǎn)打開[1]。斷路器處于合位也同理。因此,當(dāng)控制回路正常時(shí),無(wú)論是分位還是合位,HWJ和TWJ這兩個(gè)繼電器不可能被同時(shí)勵(lì)磁,也就是說HWJ和TWJ這兩個(gè)常閉接點(diǎn)總有一個(gè)是斷開的[1]。HWJ常閉接點(diǎn)和TWJ常閉接點(diǎn)串聯(lián)構(gòu)成控制回路斷線的監(jiān)視回路。只有當(dāng)HWJ繼電器和TWJ繼電器同時(shí)失磁,兩個(gè)常閉接點(diǎn)接通,才會(huì)發(fā)出控制回路斷線信號(hào)[1]。

四、存在的問題

1.故障主要集中于35k V及以下電壓等級(jí)設(shè)備。其中35k V設(shè)備故障占比為24.6%,10k V設(shè)備故障占比為53.6%。中低壓設(shè)備斷路器動(dòng)作次數(shù)較多,質(zhì)量參差不齊。

2.斷路器分合閘線圈燒損頻發(fā)導(dǎo)致控制回路故障。在69起故障缺陷中,線圈燒損原因占比55%,達(dá)到一半以上。而線圈燒損原因復(fù)雜,機(jī)構(gòu)卡澀、線圈線卡接線松動(dòng)、線圈老化絕緣降低等都會(huì)導(dǎo)致線圈燒損。

3.二次回路故障中斷路器的輔助接點(diǎn)損壞或者切換不到位與二次回路接線松動(dòng)占比較多。由于斷路器分合閘回路都接入斷路器輔助接點(diǎn),例如手車型的斷路器的手車斷路器底盤輔助接點(diǎn)接觸不良;儲(chǔ)能電源開關(guān)沒給(合閘回路串有斷路器儲(chǔ)能接點(diǎn))。常開、常閉接點(diǎn)損壞或者切換不到位,會(huì)導(dǎo)致回路開路,TWJ和HWJ失磁。

4.機(jī)構(gòu)調(diào)整原因占有一定比例。例如機(jī)構(gòu)中分合閘摯子行程過大、合閘閉鎖電磁鐵長(zhǎng)時(shí)間閉鎖有卡澀等原因。反映相關(guān)廠家需提升設(shè)備質(zhì)量,提高設(shè)備運(yùn)行可靠性。

5.測(cè)控裝置插件故障與SF6低氣壓閉鎖故障問題顯現(xiàn)。測(cè)控裝置插件長(zhǎng)期運(yùn)行,遙控接點(diǎn)粘連偶發(fā)。斷路器SF6氣壓低閉鎖影響控制回路完整性。

五、可采取的措施及建議

1.配合檢修專業(yè)人員,對(duì)斷路器機(jī)構(gòu)進(jìn)行缺陷分析。針對(duì)元件損壞、機(jī)構(gòu)調(diào)整等斷路器機(jī)構(gòu)故障原因進(jìn)行追溯,尤其是線圈頻繁燒損更換故障,應(yīng)找到故障真實(shí)原因,逐步完善數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),形成指導(dǎo)性意見,在變電站檢修工作中針對(duì)性檢查。及時(shí)更新設(shè)備廠家及試驗(yàn)儀器廠家測(cè)試方法,對(duì)于斷路器內(nèi)部活動(dòng)件的安裝水平有一套適用的數(shù)據(jù)支撐。

2.加強(qiáng)與測(cè)控廠家溝通。分析裝置插件故障原因,對(duì)有家族性缺陷的裝置結(jié)合檢修盡快安排處理。加強(qiáng)備用插件管理,以便及時(shí)更換。

3.結(jié)合檢修工作,對(duì)控制二次回路進(jìn)行核查。嚴(yán)格落實(shí)標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè),進(jìn)行開關(guān)分合閘試驗(yàn),檢查斷路器輔助接點(diǎn)、緊固二次回路接線,對(duì)銹蝕、松動(dòng)的端子排及時(shí)更換,減少二次線松動(dòng)故障原因。

4.強(qiáng)化SF6型斷路器運(yùn)行管理。加強(qiáng)運(yùn)維人員對(duì)SF6型斷路器氣壓、密度表巡視。配合油化專業(yè)人員對(duì)斷路器SF6氣壓告警閉鎖回路進(jìn)行檢查,保障控制回路完整性。