關(guān)于一起330kV隔離開關(guān)缺陷引起母差告警原因的分析

何建劍

(寧夏電力公司寧東供電公司，寧夏 靈武751408)

0 前言

目前330kV變電站的高壓部分一次接線較多的采用3/2接線方式，提高了設(shè)備運(yùn)行的可靠性水平和電網(wǎng)運(yùn)行方式的靈活性，但設(shè)備本身結(jié)構(gòu)的缺陷依然會(huì)危害電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行，尤其是目前國(guó)內(nèi)對(duì)隔離開關(guān)運(yùn)行中的狀態(tài)好壞沒有有效的試驗(yàn)方法，無(wú)法提早發(fā)現(xiàn)缺陷，造成了隔離開關(guān)成為電網(wǎng)運(yùn)行中薄弱點(diǎn)的情況。

1 事件概況

某330kV變電站330kV I母母差RCS-915E保護(hù)裝置于2010年11月29日00：23出現(xiàn)母差告警信號(hào)，報(bào)3311電流互感器斷線告警，00：26告警信號(hào)復(fù)歸。00：28又報(bào)3311電流互感器斷線告警，00：33告警信號(hào)復(fù)歸。經(jīng)保護(hù)技術(shù)人員現(xiàn)場(chǎng)檢查，電流幅值和相位正常，無(wú)端子松動(dòng)和電流回路開路現(xiàn)象。

2010年12月3日18：09，該變電站330kV I母母差RCS-915E保護(hù)裝置再次出現(xiàn)3311電流互感器斷線告警信號(hào)，且無(wú)法復(fù)歸。經(jīng)檢查，3310電流互感器 A相電流為0A。檢查第一串3311、3310、3312電流互感器各繞組電流回路接線均正常、無(wú)開路現(xiàn)象，由此判斷為一次設(shè)備出現(xiàn)故障，負(fù)荷不平衡導(dǎo)致二次出現(xiàn)不平衡電流，致330kV I母母差RCS-915E保護(hù)裝置告警。為檢查一次設(shè)備狀況，經(jīng)拉開33101和33102隔離開關(guān)。對(duì)隔離開關(guān)靜觸頭和動(dòng)觸頭進(jìn)行了外觀的檢查，發(fā)現(xiàn)33101隔離開關(guān)動(dòng)觸頭右邊第二片觸指發(fā)生略微彎曲現(xiàn)象。經(jīng)試合3310斷路器后，330kV I母母差RCS-915E保護(hù)裝置再次報(bào)3311電流互感器斷線告警，3310電流互感器 A相電流為0A。

后將33101觸頭進(jìn)行拆卸更換后投入運(yùn)行，未再出現(xiàn)異常情況。

圖1 33101隔離開關(guān)A相靜觸頭觸指脫落

圖2 33101隔離開關(guān)A相靜觸頭觸指脫落

2 事件原因分析

2.1 西開GW11-363DW1型330kV隔離開關(guān)缺陷分析

33112、33101隔離開關(guān)靜觸頭A相拆下，將防雨罩卸下后發(fā)現(xiàn)，兩只彈簧卡銷已燒斷，觸指自動(dòng)掉落，該靜觸頭為內(nèi)拉彈簧式，觸指之間已完全沒有壓力，如下圖1、圖2所示。

其中兩片觸指可明顯見到過熱及燒蝕痕跡，防雨罩也有燒損痕跡，如圖3、圖4所示。

圖3 觸指可見過熱及燒蝕痕跡

圖4 防雨罩有灼燒痕跡

經(jīng)檢查隔離開關(guān)觸頭，判斷造成觸指燒蝕的原因?yàn)楦綦x開關(guān)靜觸頭設(shè)計(jì)不合理。33101隔離開關(guān)是西安西電高壓開關(guān)有限公司生產(chǎn)，型號(hào)：GW11-363DW1，于2005年11月投入運(yùn)行。設(shè)備存在缺陷為：一是隔離開關(guān)靜觸頭與隔離開關(guān)導(dǎo)電板由內(nèi)拉式彈簧提供拉力緊密接觸，在合隔離開關(guān)時(shí)會(huì)出現(xiàn)動(dòng)觸頭插入靜觸頭時(shí)不正從而將靜觸頭觸指頂偏的情況，導(dǎo)致觸指與隔離開關(guān)導(dǎo)電板接觸電阻不平衡，電流不通過主導(dǎo)電板流通而流過觸指彈簧，從而會(huì)造成彈簧或者彈簧卡銷長(zhǎng)期發(fā)熱燒斷，隔離開關(guān)動(dòng)、靜觸頭接觸不良，；二是靜觸頭主導(dǎo)電板在開關(guān)分合閘過程中會(huì)產(chǎn)生縫隙，可能造成某些灰塵、鳥毛或異物進(jìn)入觸指與主導(dǎo)電板之間，從而造成接觸電阻增大并長(zhǎng)期發(fā)熱，最終導(dǎo)致接觸回路出現(xiàn)問題。

2.2 保護(hù)告警原因分析

正常運(yùn)行時(shí)330kV第一串負(fù)荷流向如下圖5所示，I線為電源進(jìn)線，1號(hào)主變帶負(fù)荷105A，第一串向330kV I母送出負(fù)荷約115A，向330kV II母送出負(fù)荷約220A：

因33101A相隔離開關(guān)觸頭接觸不良，一次電流不導(dǎo)通時(shí)的負(fù)荷流向如下圖6所示，由于系統(tǒng)負(fù)荷未發(fā)生變化，第一串總流出電流約335A，在33101A相不導(dǎo)通電流時(shí)，1號(hào)主變的負(fù)荷由3311A相斷路器提供 (如上圖示)，3311B相、C相負(fù)荷電流不變。為達(dá)到負(fù)荷平衡，3312A相向II母提供負(fù)荷電流440A。

圖5 正常運(yùn)行時(shí)330kV第一串負(fù)荷流向

圖6 33101A相隔離開關(guān)觸頭接觸不良330kV第一串負(fù)荷流向

告警前后向量圖對(duì)比分析如下圖7所示：

可以看出，異常時(shí)3311會(huì)產(chǎn)生很大的零序電流分量，各間隔電流互感器變比為1250/1，得出3311零序電流大小為0.243A，3310零序電流大小0.305A，3312零序電流大小為0.047A。

1）330kV I母RCS-915E保護(hù)裝置告警原因：

該站330kV RCS-915E母差保護(hù)裝置版本為3.00，控制字“TA斷線不平衡判據(jù)”投入，滿足不平衡條件時(shí)，報(bào)“TA斷線”。判據(jù)之一為任一支路3I0＞0.25I*max+0.04In（其中I*max—最大相電流幅值，In—二次額定電流），裝置發(fā)“支路TA斷線”告警。

3311間隔3I0=0.243＞0.084A，滿足TA異常斷線報(bào)警條件，所以I母RCS-915E母差保護(hù)報(bào)“3311支路TA斷線”告警，閉鎖母差保護(hù)。3312間隔3I0=0.047<0.128，不滿足TA異常報(bào)警條件，II母保護(hù)不告警正確。

2）330kV I母BP-2B保護(hù)裝置未告警原因：

330kV BP-2B母差保護(hù)的“TA斷線”僅由差動(dòng)電流大于“TA斷線差電流”整定值判別，由于現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際的一次負(fù)荷平衡，母差保護(hù)差流為零，因此BP-2B保護(hù)裝置無(wú)任何告警信息正確。

綜上所述，徐家莊330kVI母RCS-915E母差保護(hù)告警信息正確，I母BP-2B無(wú)告警信息正確，II母兩套母差保護(hù)不告警正確。

3 改進(jìn)預(yù)控措施

（1）鑒于西開GW11-363DW1類型隔離開關(guān)觸頭設(shè)計(jì)不合理，提出以下改進(jìn)建議：1）將靜觸指與隔離開關(guān)導(dǎo)電板間加裝銅導(dǎo)電帶，保證其可靠聯(lián)結(jié)；2）隔離開關(guān)靜觸頭里內(nèi)拉簧改為外拉簧，確保拉簧可靠聯(lián)結(jié)。后續(xù)將結(jié)合停電機(jī)會(huì)對(duì)的同類型隔離開關(guān)觸頭進(jìn)行更換。

（2）針對(duì)3/2接線方式加強(qiáng)電流的監(jiān)視力度，尤其注意一組隔離開關(guān)接觸不良不會(huì)導(dǎo)致發(fā)熱而會(huì)導(dǎo)致電流不平衡的現(xiàn)象密切注意三相電流的變化情況。

4 結(jié)束語(yǔ)

西開GW11-363DW1型隔離開關(guān)在西北地區(qū)330kV變電站中使用較為普遍，其設(shè)計(jì)上存在的缺陷在運(yùn)行多年后會(huì)逐漸暴露，從而影響設(shè)備的可靠運(yùn)行，在上述發(fā)生母差告警的變電站中已發(fā)生過5起同批次隔離開關(guān)接觸不良引起的保護(hù)裝置告警或者隔離開關(guān)觸頭發(fā)熱的情況。并且因?yàn)?30kV設(shè)備采用3/2接線方式，邊開關(guān)間隔導(dǎo)電不良會(huì)由中開關(guān)導(dǎo)通電流向線路送電，故此接觸不良隔離開關(guān)上無(wú)電流通過，沒有發(fā)熱現(xiàn)象，通過紅外測(cè)溫等手段無(wú)法有效檢測(cè)，而在隔離開關(guān)合上的情況下也無(wú)法發(fā)現(xiàn)此情況，故對(duì)設(shè)備的運(yùn)行形成了較大的隱患。希望通過此文引起電網(wǎng)運(yùn)行人員對(duì)隔離開關(guān)構(gòu)造學(xué)習(xí)和運(yùn)行監(jiān)視的重視，避免故障的發(fā)生。