摘 要：針對(duì)某220 kV變電站內(nèi)110 kV線路斷路器操作電源空開(kāi)跳閘發(fā)控制回路斷線的缺陷，從現(xiàn)場(chǎng)缺陷排查思路、缺陷原因分析、缺陷處理方法等方面進(jìn)行了闡述，并提出了整改措施，消除了斷路器控制回路的隱患，確保變電站安全穩(wěn)定運(yùn)行，可供存在同樣設(shè)計(jì)隱患的其他變電站在設(shè)備維護(hù)消缺時(shí)借鑒。

關(guān)鍵詞：斷路器;控制回路;操作電源;位置指示;缺陷處理

中圖分類號(hào)：TM77? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? 文章編號(hào)：1671-0797（2022）11-0072-04

DOI：10.19514/j.cnki.cn32-1628/tm.2022.11.020

0? ? 引言

在電力系統(tǒng)中，斷路器是保證正常供電、切除短路故障的重要元件，在整個(gè)電力系統(tǒng)中的作用極為重要，但也是出現(xiàn)問(wèn)題最多的設(shè)備之一[1]。為保證斷路器可靠動(dòng)作，通常會(huì)設(shè)置斷路器控制回路斷線監(jiān)視回路，用來(lái)監(jiān)視斷路器跳、合閘回路是否正常。當(dāng)出現(xiàn)斷路器控制回路斷線告警時(shí)，如果剛好有故障發(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，因此該告警需要盡快處理[2]。本文介紹了一起故障點(diǎn)較罕見(jiàn)的110 kV線路斷路器操作電源跳閘，后臺(tái)發(fā)控制回路斷線告警的缺陷處理案例，包括缺陷定位、原因分析、處理方法和防范整改措施等。

1? ? 線路斷路器控制回路斷線告警現(xiàn)象

某220 kV變電站內(nèi)的110 kV設(shè)備于2010年7月投運(yùn)。2021-09-13T09：30，該站某熱備用110 kV線路間隔突發(fā)斷路器控制回路斷線故障告警，運(yùn)行人員檢查發(fā)現(xiàn)是因?yàn)楸Ｗo(hù)屏后斷路器操作電源空開(kāi)跳閘，且空開(kāi)一合就跳開(kāi)。

2? ? 現(xiàn)場(chǎng)缺陷排查及原因分析

繼保人員到站后發(fā)現(xiàn)，運(yùn)行人員已將110 kV熱備用線路轉(zhuǎn)至冷備用，開(kāi)關(guān)分位，操作電源空開(kāi)合上就跳開(kāi)，后臺(tái)除控回?cái)嗑€告警、裝置告警（PT斷線）、PT失壓外，無(wú)其他異常告警信號(hào)。經(jīng)繼保人員初步檢查，在保護(hù)屏端子排測(cè)量操作電源正負(fù)極之間電阻值約為11 kΩ，電源正負(fù)極各自對(duì)地絕緣正常，電源正負(fù)極無(wú)交、直流寄生，初步判斷為操作電源空開(kāi)故障;更換操作電源空開(kāi)后，依然合上就跳開(kāi)，并且空開(kāi)可見(jiàn)明顯短路弧光，由此排除電源空開(kāi)故障，應(yīng)是開(kāi)關(guān)的控制回路中有短路。下面將依據(jù)開(kāi)關(guān)控制回路原理圖，介紹現(xiàn)場(chǎng)缺陷排查方法，并進(jìn)行缺陷原因分析。

2.1? ? 現(xiàn)場(chǎng)缺陷排查

110 kV線路斷路器控制回路原理圖如圖1所示。斷路器經(jīng)操作空開(kāi)1K2由直流母線+1KM、-1KM供電，控制回路包括遙控分、合閘，手動(dòng)分、合閘，保護(hù)跳閘及測(cè)控屏分、合位指示。按照以往處理斷路器控制回路缺陷經(jīng)驗(yàn)，故障多發(fā)生在戶外開(kāi)關(guān)柜等位置，可根據(jù)斷路器操作回路原理圖及開(kāi)關(guān)GIS回路圖，依次展開(kāi)缺陷排查。

2.1.1? ? 缺陷排查位置1：斷路器GIS分合閘回路

（1）檢修試驗(yàn)班檢查，斷路器儲(chǔ)能正常，分合閘線圈電阻值正常，機(jī)構(gòu)故障概率較小，現(xiàn)場(chǎng)先交由繼保自動(dòng)化人員檢查。

（2）斷路器GIS匯控柜分合閘回路原理圖如圖2所示。由圖可以看出，斷路器分合閘回路均是采用常投不勵(lì)磁的繼電器，正常時(shí)分合閘回路不存在一通電就動(dòng)作的接點(diǎn)。檢查時(shí)，在GIS匯控柜端子排做了以下測(cè)試：僅解開(kāi)至保護(hù)屏的101回路，空開(kāi)合上立即跳開(kāi);僅解開(kāi)102回路，空開(kāi)合上后不跳開(kāi);僅解開(kāi)101和102回路，測(cè)量正負(fù)極之間電阻約為10 kΩ;僅解開(kāi)107、102回路，測(cè)量107與102回路之間電阻約為120 Ω（該值經(jīng)檢修試驗(yàn)班確認(rèn)在正常線圈電阻值范圍）。

結(jié)論：GIS分合閘回路可能有某個(gè)元件故障，通電后產(chǎn)生寄生回路，導(dǎo)致操作電源正負(fù)極短路;產(chǎn)生短路的正電源來(lái)自107回路，107回路并聯(lián)了合閘保持和跳位監(jiān)視回路，合閘保持回路此時(shí)不應(yīng)導(dǎo)通，跳位監(jiān)視回路串聯(lián)有較大阻值電阻，正常時(shí)跳位監(jiān)視回路電流很小，即便有短路也不至于令空開(kāi)跳開(kāi)，所以操作箱內(nèi)部回路可能有故障。

2.1.2? ? 缺陷排查位置2：保護(hù)屏操作回路

（1）保護(hù)屏上開(kāi)關(guān)操作箱回路原理圖如圖3所示，在保護(hù)屏端子排僅解開(kāi)至匯控柜的107回路，測(cè)量合閘保持和跳位監(jiān)視并聯(lián)電阻值約為22 kΩ。

（2）檢查保護(hù)裝置型號(hào)為RCS-941AZ，操作插件型號(hào)為SWI220 V，更換同型號(hào)操作回路插件后，空開(kāi)合上立即跳開(kāi)。

結(jié)論：測(cè)量合閘保持和跳位監(jiān)視回路電阻未發(fā)現(xiàn)短路現(xiàn)象，且更換操作回路插件后故障依然存在，所以故障點(diǎn)不在操作箱（兩個(gè)操作插件同時(shí)有故障的概率較低）;若操作回路沒(méi)有故障，則故障點(diǎn)在GIS分合閘回路的可能性也很小，因?yàn)楫a(chǎn)生短路的正電源來(lái)自跳位監(jiān)視回路，而跳位監(jiān)視回路原則上短路電流很小。但因?yàn)槎搪饭收现话l(fā)生在回路通電的瞬間，未通電時(shí)檢測(cè)不到，未能完全排除GIS分合閘回路的嫌疑，需要進(jìn)一步進(jìn)行細(xì)致檢查。

2.1.3? ? 缺陷排查位置3：在保護(hù)屏進(jìn)一步排查斷路器GIS回路

（1）在保護(hù)屏端子排僅解開(kāi)跳位監(jiān)視的廠家線，空開(kāi)合上后不跳開(kāi);

（2）在匯控柜端子排依次解開(kāi)合閘、防跳、分閘、儲(chǔ)能、氣壓低閉鎖回路的電源正端，并嘗試合操作電源空開(kāi)，發(fā)現(xiàn)僅在解開(kāi)合閘回路時(shí)，空開(kāi)可以合上不跳開(kāi);

（3）通過(guò)短接接點(diǎn)、按下繼電器測(cè)試按鈕使其動(dòng)作等方法令相關(guān)回路導(dǎo)通，測(cè)量GIS分合閘回路操作電源正負(fù)極間電阻，電阻阻值變化正常;

（4）通過(guò)手動(dòng)合閘合上斷路器，斷路器合位時(shí)，空開(kāi)合上后不跳開(kāi)。

結(jié)論：故障點(diǎn)很隱蔽，只發(fā)生在回路通電的瞬間，未通電時(shí)難以檢測(cè)到，是一個(gè)動(dòng)態(tài)缺陷;未通電時(shí)測(cè)量不到短路電阻值，可能是因?yàn)楣收匣芈分写嬖谟卸O管特性的元器件，現(xiàn)場(chǎng)的測(cè)試手段不能完全排除操作回路和GIS回路的嫌疑，再進(jìn)一步的檢查可能需要廠家介入配合;故障與跳位監(jiān)視回路有較強(qiáng)的聯(lián)系，還應(yīng)檢查與TWJ動(dòng)作有關(guān)聯(lián)的回路。

2.1.4? ? 缺陷排查位置4：測(cè)控屏位置指示

（1）在保護(hù)屏端子排僅解開(kāi)至測(cè)控屏的跳位指示燈回路（136回路），操作電源空開(kāi)合上后不跳開(kāi);

（2）拆開(kāi)測(cè)控屏分合閘把手的指示燈部件，發(fā)現(xiàn)外殼有較為明顯的灼傷痕跡，如圖4所示，測(cè)量指示燈C+（公共端）至G-（綠燈）端子之間的電阻阻值接近0，判斷綠燈已燒毀，導(dǎo)致回路短路。

結(jié)論：分位指示燈故障，通電后發(fā)光二極管正向擊穿，導(dǎo)致操作電源正負(fù)極之間短路，操作電源空開(kāi)跳閘。

2.2? ? 缺陷原因分析

根據(jù)2.1節(jié)的缺陷排查結(jié)果，分析缺陷原因如下：如圖5所示，開(kāi)關(guān)位置指示燈采用的是操作電源，當(dāng)分位指示燈因故障短路時(shí)，回路通電瞬間TWJ動(dòng)作接點(diǎn)閉合，操作電源正負(fù)極直接接通短路，從而導(dǎo)致操作電源空開(kāi)跳閘;不通電時(shí)TWJ不動(dòng)作，指示燈回路不導(dǎo)通，所以用萬(wàn)用表檢測(cè)不出回路是否有故障。

3? ? 缺陷處理及整改措施

針對(duì)測(cè)控屏位置指示燈故障導(dǎo)致開(kāi)關(guān)分位時(shí)正負(fù)電源短路，進(jìn)而導(dǎo)致控制電源空開(kāi)跳閘發(fā)控制回路斷線的情況，采取了以下處理方法：（1）拆開(kāi)并更換測(cè)控屏分合閘把手的指示燈部件;（2）在斷電情況下，對(duì)接線以及整個(gè)控制回路搖絕緣，確保絕緣正常;（3）檢查相關(guān)安全措施和二次回路是否已恢復(fù)正常狀態(tài)。

更換指示燈部件后，斷路器操作電源空開(kāi)可正常合上不再跳開(kāi)。檢查變電站后臺(tái)無(wú)異常告警信號(hào)，后臺(tái)遙控分合閘斷路器正常，通電觀察20 min，故障不再發(fā)生，可判斷回路無(wú)其他故障點(diǎn)，缺陷得以消除。

本次缺陷處理過(guò)程中，按照以往的經(jīng)驗(yàn)依次對(duì)操作電源空開(kāi)、GIS分合閘回路、操作箱回路進(jìn)行仔細(xì)排查，依次排查通常情況下最可能發(fā)生故障的回路，均未能準(zhǔn)確定位故障。而該站將開(kāi)關(guān)操作電源用在位置指示回路，指示燈短路時(shí)將操作電源跳開(kāi)，導(dǎo)致TWJ失電、接點(diǎn)斷開(kāi)，用萬(wàn)用表檢測(cè)不出回路是否有故障，導(dǎo)致該故障回路存在隱蔽性。

本次發(fā)現(xiàn)的斷路器控制回路異常主要由設(shè)計(jì)圖設(shè)計(jì)不合理造成，施工設(shè)計(jì)圖的設(shè)計(jì)除在原理上需保證正確外，還應(yīng)符合現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際應(yīng)用條件和要求[3]。該缺陷暴露出未采用變電站典型設(shè)計(jì)會(huì)增加斷路器分合閘回路故障的風(fēng)險(xiǎn)，且故障時(shí)不易被發(fā)現(xiàn)。由于該站運(yùn)行年限較久，整改涉及停電間隔多，因此將此問(wèn)題記錄備案并加強(qiáng)巡視維護(hù)，后期結(jié)合技改項(xiàng)目批次整改。

4? ? 結(jié)語(yǔ)

變電站開(kāi)關(guān)控制回路斷線是電力檢修工作中常遇到的缺陷[4]，及時(shí)有效的消缺對(duì)電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行具有重大意義[5]。本文針對(duì)一起故障點(diǎn)較罕見(jiàn)的110 kV斷路器操作電源跳閘發(fā)控回?cái)嗑€的缺陷，詳細(xì)介紹了整個(gè)缺陷排查與處理的過(guò)程和方法，具有較好的工程借鑒意義。

[參考文獻(xiàn)]

[1] 陳鐵軍.110 kV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與處理防范[J].機(jī)電信息，2018（36）：87-88.

[2] 詹樺.斷路器控制回路斷線的原因分析及處理方法[J].機(jī)電信息，2019（29）：16-17.

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[4] 黃鎮(zhèn)，吳堅(jiān)，?？?，等.開(kāi)關(guān)控制回路斷線自診斷裝置的研制及應(yīng)用[J].電工技術(shù)，2018（19）：58-60.

[5] 林利祥，原毅青.220 kV主變風(fēng)機(jī)電源開(kāi)關(guān)雨天頻繁跳閘缺陷分析與處理[J].電工電氣，2018（3）：72-73.

收稿日期：2022-03-21

作者簡(jiǎn)介：楊娟（1987—），女，安徽馬鞍山人，碩士研究生，工程師，從事變電繼保工作。