一起開關(guān)控制回路斷線異常信號(hào)的處理及分析

伍太萍，朱麗華，廖言寶，程 正

（1.國網(wǎng)江西省電力公司，江西南昌 330077；2.國網(wǎng)江西省電力公司檢修分公司，江西南昌 330096；3.國網(wǎng)江西省電力科學(xué)研究院，江西南昌 330096）

0 引言

某500 kV 變電站一起開關(guān)合閘狀態(tài)下控制回路斷線的實(shí)例，對(duì)控制回路斷線、壓力低禁止操作等開關(guān)控制回路和機(jī)構(gòu)的異常信號(hào)產(chǎn)生原因進(jìn)行了詳細(xì)的分析，并提出了改進(jìn)措施和建議。

國家電網(wǎng)公司實(shí)行“調(diào)控一體化”和變電站無人值班后，當(dāng)無人值班站發(fā)生設(shè)備故障或異常時(shí)，調(diào)控中心值班監(jiān)控員通知運(yùn)維站派人至現(xiàn)場(chǎng)檢查，而運(yùn)維人員趕至現(xiàn)場(chǎng)時(shí)間受交通因素、天氣狀況等影響，相比變電站有人值班降低了故障處置效率。為了充分發(fā)揮調(diào)控一體化建設(shè)成效，提升電網(wǎng)應(yīng)急處置效率，加快恢復(fù)故障停運(yùn)線路，值班監(jiān)控員在線路故障停運(yùn)后，變電運(yùn)維人員到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)前，應(yīng)立即收集監(jiān)控告警、故障錄波和工業(yè)視頻等相關(guān)信息，對(duì)線路故障情況進(jìn)行初步分析判斷，并及時(shí)向調(diào)度員匯報(bào)站內(nèi)設(shè)備是否具備線路遠(yuǎn)方試送操作條件。因此，當(dāng)電網(wǎng)或設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，監(jiān)控員對(duì)監(jiān)控信號(hào)的分析判斷能力，對(duì)準(zhǔn)確和快速處理故障有著重大的影響。

開關(guān)控制回路斷線，是一種較常見的開關(guān)設(shè)備故障，嚴(yán)重威脅電網(wǎng)的安全運(yùn)行。特別是開關(guān)在合閘狀態(tài)下發(fā)生控制回路斷線，若不及時(shí)處理，當(dāng)電網(wǎng)或設(shè)備故障保護(hù)出口時(shí)，開關(guān)拒動(dòng)將造成越級(jí)跳閘，導(dǎo)致事故范圍擴(kuò)大。因此，監(jiān)控員應(yīng)熟悉開關(guān)控制回路，了解常見的控制回路斷線的原因。本文通過

1 異常情況處理

2014年2月23日09時(shí)42分05秒江西省調(diào)監(jiān)控系統(tǒng)異常音響動(dòng)作，某500 kV變電站報(bào)出以下異常信號(hào)：

220 kV甲線214開關(guān)控制回路斷線；

220 kV甲線214開關(guān)壓力低禁止操作；

220 kV 甲線RCS901B 縱聯(lián)方向保護(hù)合閘壓力降低；

220 kV 甲線CSL101B 縱聯(lián)距離保護(hù)低氣壓開入。

相關(guān)設(shè)備情況：220 kV 甲線保護(hù)配置有高頻閉鎖保護(hù)CSL-101B（北京四方）、方向高頻保護(hù)RCS-901B（南京南瑞）、操作箱CZX-12R（南京南瑞）；214開關(guān)：河南平高LW10B-252W，液壓機(jī)構(gòu)。

值班監(jiān)控員發(fā)現(xiàn)監(jiān)控異常信號(hào)后通知運(yùn)維站派人至現(xiàn)場(chǎng)檢查，運(yùn)維人員檢查發(fā)現(xiàn)：214開關(guān)SF6壓力和液壓均正常，開關(guān)操作箱第一組“OP”燈不亮，第二組“OP”燈亮；開關(guān)第一組和第二組控制電源空氣開關(guān)均在合位；甲線高頻閉鎖保護(hù)CSL-101B 裝置“充電”燈滅，液晶顯示低氣壓開入；方向高頻保護(hù)RCS-901B 裝置“充電”燈滅，液晶顯示合閘壓力降低。通過檢查情況可以判斷214 開關(guān)第一組控制回路斷線。此時(shí)214 開關(guān)第一跳閘回路不能進(jìn)行分閘和保護(hù)跳閘，而第二跳閘回路正常，開關(guān)收到保護(hù)單跳出口命令后將直接三跳不重合。于是調(diào)度員通知現(xiàn)場(chǎng)立即查找故障點(diǎn)并盡快恢復(fù)。

2 故障原因分析

常見開關(guān)控制回路斷線的原因有：1）控制電源消失，如空開跳開；2）分合閘位置繼電器故障；3）SF6氣壓低閉鎖；4）彈簧機(jī)構(gòu)彈簧未儲(chǔ)能；5）液壓機(jī)構(gòu)油壓低閉鎖分（合）閘；6）開關(guān)輔助接點(diǎn)接觸不良；7）分合閘線圈燒毀；8）控制回路端子接線松動(dòng)；9）控制回路斷線，如連接線燒毀。因214 開關(guān)SF6壓力和液壓均正常，可判斷控制回路斷線由二次回路異?；螂娫聪б?。

異常發(fā)生時(shí)，變電站現(xiàn)場(chǎng)有220 kV 乙線保護(hù)裝置改造的檢修工作，運(yùn)維人員到現(xiàn)場(chǎng)后通知檢修人員立即停止工作。因檢修人員在保護(hù)小室直流分屏I后對(duì)乙線保護(hù)裝置電源端子處進(jìn)行過拆接線工作，于是對(duì)端子接線情況進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)214開關(guān)第一組控制電源的端子在拆接線端子的正上方，且控制電源的正極電纜端子存在松動(dòng)。在對(duì)端子進(jìn)行緊固后異常現(xiàn)象消除，監(jiān)控異常信號(hào)返回，因此可確定此次異常為214開關(guān)第一組控制電源的端子松動(dòng)引起。

3 異常信號(hào)分析

3.1 控制回路斷線信號(hào)分析

如圖1所示，開關(guān)控制回路斷線信號(hào)現(xiàn)場(chǎng)未短接未合并前，第一組控制回路斷線信號(hào)回路是由第一組跳閘回路的合閘位置繼電器（11HWJa、11HWJb、11HWJc）常閉接點(diǎn)與合閘回路的跳閘位置繼電器（3TWJa、3TWJb、3TWJc）常閉接點(diǎn)串聯(lián)組成；第二組控制回路斷線信號(hào)回路是由第二組跳閘回路的合閘位置繼電器（21HWJa、21HWJb、21HWJc）常閉接點(diǎn)與合閘回路的跳閘位置繼電器常閉接點(diǎn)串聯(lián)組成。

圖1 開關(guān)信號(hào)回路

開關(guān)正常運(yùn)行時(shí)，防跳繼電器不動(dòng)作，遠(yuǎn)近控切換開關(guān)在“遠(yuǎn)控”位置，即圖2 中SPT 接點(diǎn)和防跳KF常閉接點(diǎn)均閉合。開關(guān)在合位時(shí)，圖2中A相跳位監(jiān)視回路中開關(guān)輔助接點(diǎn)Q1 常閉接點(diǎn)打開，1TWJa 繼電器失壓；A相合位監(jiān)視1和2回路中Q1常開接點(diǎn)閉合，11HWJa 和21HWJa 繼電器動(dòng)作。因此圖1 中1TWJa 常閉接點(diǎn)閉合，11HWJa 和21HWJa 常閉接點(diǎn)打開，控制回路斷線信號(hào)回路未接通（以A 相為例，B、C相同理），不發(fā)控制回路斷線信號(hào)。

圖2 開關(guān)跳合閘和電源監(jiān)視回路

此次異常中開關(guān)第一組控制電源正極電纜接線松動(dòng)導(dǎo)致第一組控制電源消失，圖2中QS1+和QS1-之間電壓差為零，11HWJa和1TWJa繼電器失壓，圖1中11HWJa和1TWJa常閉接點(diǎn)閉合，雖21HWJa常閉接點(diǎn)打開，但因現(xiàn)場(chǎng)接線時(shí)將第一、二組控制回路斷線信號(hào)回路短接，監(jiān)控發(fā)“開關(guān)控制回路斷線”信號(hào)。

3.2 壓力低禁止操作信號(hào)分析

如圖1所示，壓力低禁止操作信號(hào)現(xiàn)場(chǎng)未短接合并前，壓力監(jiān)視分為壓力低禁止跳閘、壓力低禁止合閘、壓力低禁止重合閘、壓力低禁止操作四個(gè)信號(hào)。下面對(duì)以上四個(gè)信號(hào)的產(chǎn)生原因分別進(jìn)行介紹：

1）當(dāng)任一相開關(guān)液壓低于分閘閉鎖值19.5 MPa時(shí)，圖3中相應(yīng)的KP1、KP2接點(diǎn)閉合，11YJJ、12YJJ繼電器失壓，閉鎖開關(guān)分合閘，同時(shí)圖1中的11YJJ常閉接點(diǎn)閉合，發(fā)“壓力低禁止跳閘”信號(hào)。

2）當(dāng)任一相開關(guān)液壓低于合閘閉鎖值21.5 MPa時(shí)，圖3中相應(yīng)的KP3接點(diǎn)閉合，3YJJ繼電器失壓，閉鎖開關(guān)合閘，同時(shí)圖1中的3YJJ常閉接點(diǎn)閉合，發(fā)“壓力低禁止合閘”信號(hào)。

3）當(dāng)任一相開關(guān)液壓低于重合閘閉鎖值23.5 MPa時(shí)，圖3 中相應(yīng)的KP4 接點(diǎn)閉合，21YJJ、21YJJ……、22YJJ繼電器失壓，閉鎖開關(guān)重合閘，同時(shí)圖1中的22YJJ常閉接點(diǎn)閉合，發(fā)“壓力低禁止重合閘”信號(hào)。

圖3 開關(guān)壓力監(jiān)視回路

4）當(dāng)任一相開關(guān)SF6壓力低于閉鎖值0.5 Mpa時(shí)，圖3中相應(yīng)的KD2接點(diǎn)閉合，4YJJ繼電器動(dòng)作，4YJJ常開接點(diǎn)閉合，使得11YJJ、12YJJ繼電器失壓，閉鎖開關(guān)分合閘。同時(shí)圖1中4YJJ常開接點(diǎn)和11YJJ常閉接點(diǎn)閉合，發(fā)“壓力低禁止操作”和“壓力低禁止跳閘”信號(hào)。因壓力閉鎖回路電源與第一組控制電源共用，此次異常中第一組控制電源消失，使得圖3中的11YJJ、12YJJ、21YJJ、21YJJ、22YJJ、3YJJ繼電器失壓，圖1中相應(yīng)常閉接點(diǎn)閉合，雖4YJJ常開接點(diǎn)打開，但現(xiàn)場(chǎng)接線時(shí)將四個(gè)信號(hào)回路短接合并，于是監(jiān)控發(fā)“壓力低禁止操作”信號(hào)。

3.3 保護(hù)裝置低氣壓開入和合閘壓力降低信號(hào)分析

214開關(guān)第一組控制電源消失，圖3中的21YJJ繼電器失壓后，開入至兩套線路保護(hù)裝置壓力低閉鎖重合閘回路的21YJJ常閉接點(diǎn)閉合，閉鎖重合閘，同時(shí)合閘回路失電，單相故障時(shí)，保護(hù)三跳不重。因此，兩套線路保護(hù)裝置發(fā)“低氣壓開入”和“合閘壓力降低”信號(hào)。

4 改進(jìn)措施與建議

1）對(duì)變電站合并、缺失信號(hào)參照《國網(wǎng)典型信息表》進(jìn)行排查和整改。

對(duì)合并的開關(guān)控制回路斷線和壓力低禁止操作信號(hào)回路進(jìn)行改造，開關(guān)控制回路斷線應(yīng)分為第一組和第二組控制回路斷線兩個(gè)信號(hào)，壓力低禁止操作應(yīng)分為壓力低禁止重合閘、壓力低禁止合閘、壓力低禁止跳閘、SF6壓力低禁止操作四個(gè)信號(hào)。開關(guān)第一組控制回路斷線時(shí)，第二組跳閘回路可正常分閘和保護(hù)跳閘，開關(guān)收到保護(hù)跳閘命令后直接三跳不重合；第二組控制回路斷線時(shí)，開關(guān)可正常分合閘、保護(hù)跳閘和重合閘；若兩組控制回路均斷線時(shí)，開關(guān)不能進(jìn)行分合閘和保護(hù)跳閘，必須盡快隔離，以免發(fā)生故障時(shí)開關(guān)拒動(dòng)，擴(kuò)大事故范圍。開關(guān)液壓降低按壓力值的大小順序分為以下三個(gè)階段：禁止重合閘、禁止合閘、禁止跳閘，SF6壓力低閉鎖則同時(shí)禁止重合閘、合閘和跳閘，這四個(gè)信號(hào)的異常情況對(duì)應(yīng)著不同的故障處理方法。變電站無人值班后，當(dāng)監(jiān)控發(fā)出開關(guān)控制回路斷線或壓力低禁止操作的合并信號(hào)后，運(yùn)維人員又不能及時(shí)趕至現(xiàn)場(chǎng)檢查時(shí)，調(diào)控人員不能及時(shí)準(zhǔn)確分析判斷異常情況和可能導(dǎo)致的后果，嚴(yán)重影響了故障處理的效率和準(zhǔn)確性。

對(duì)控制電源監(jiān)視信號(hào)回路未接線和無控制電源監(jiān)視回路的開關(guān)進(jìn)行整改，增加開關(guān)控制電源消失信號(hào)，對(duì)于雙跳圈的開關(guān)還應(yīng)分別提供第一組和第二組控制電源消失的信號(hào)。若開關(guān)控制電源消失和開關(guān)控制回路斷線信號(hào)同時(shí)出現(xiàn)，則可確定異常是控制電源消失引起，運(yùn)維人員至現(xiàn)場(chǎng)后可重點(diǎn)檢查控制電源空開是否跳開或控制電源是否斷線。本文案例中因控制電源消失信號(hào)現(xiàn)場(chǎng)未接線，發(fā)出控制回路斷線的同時(shí)未發(fā)出控制電源消失信號(hào)，于是運(yùn)維人員著重檢查了開關(guān)液壓和SF6壓力，把檢查重點(diǎn)放在開關(guān)的控制回路而非電源回路，不利于故障的快速判斷和定位，延長(zhǎng)了異常處理的時(shí)間。

2）加強(qiáng)監(jiān)控人員和運(yùn)維人員的業(yè)務(wù)培訓(xùn)。

調(diào)控一體化和無人值班實(shí)行后，對(duì)調(diào)控人員和運(yùn)維人員提出了新的挑戰(zhàn)，故障處置需要調(diào)度、監(jiān)控和運(yùn)維人員三方的密切配合，任何環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題都會(huì)影響整個(gè)故障處置的效率和準(zhǔn)確性。應(yīng)定期組織監(jiān)控員到現(xiàn)場(chǎng)培訓(xùn)，熟悉現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備及相關(guān)二次回路，提高監(jiān)控員對(duì)監(jiān)控信號(hào)的分析判斷能力。運(yùn)維人員應(yīng)熟悉所轄各無人站現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備情況，清楚各信號(hào)出現(xiàn)時(shí)現(xiàn)場(chǎng)對(duì)應(yīng)的檢查內(nèi)容，快速準(zhǔn)確地進(jìn)行檢查并及時(shí)將檢查結(jié)果向調(diào)度員和監(jiān)控員匯報(bào)。

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