蓄電池老化導致重合閘失敗事故的處理

黃興，魏延彬，楊琳琳

（國網(wǎng)山東省電力公司萊蕪供電公司，山東萊蕪271100）

蓄電池老化導致重合閘失敗事故的處理

黃興，魏延彬，楊琳琳

（國網(wǎng)山東省電力公司萊蕪供電公司，山東萊蕪271100）

瞬時性故障重合閘不正確動作將降低供電可靠性，增加線路停電時間，給客戶和供電公司帶來不必要的損失。對某35 kV變電站內(nèi)一起電磁式斷路器重合閘失敗的原因進行分析，發(fā)現(xiàn)蓄電池老化引起合閘電流不足是導致事故發(fā)生的根本原因，并就該情況對相關變電站提出了相應的處理措施和注意事項，以杜絕類似故障的再次發(fā)生。

電磁式斷路器；重合閘失??；蓄電池老化；故障分析

0 引言

正確的重合閘能有效提高供電可靠性，減少停電損失，對保障電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行具有十分重要的意義［1］。2013年12月19日，某35 kV變電站10 kVⅠ段母線一條出線開關過流保護動作跳閘后開關重合失敗，造成整條線路停電。

1 故障及檢查

2013－12－19T8∶53∶48∶380，某35 kV變電站一條10 kV出線導致DMP300型微機保護測控裝置速斷保護動作，開關跳閘，08∶53∶49∶440，重合閘動作失敗。

現(xiàn)場有明顯的焦糊味，保護裝置發(fā)出“控制回路斷線”信號，經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)操作板合閘保持繼電器與機構處合閘接觸器線圈均燒壞，開關機構就地手動合閘無卡澀現(xiàn)象，合閘線圈電阻為1.9 Ω，正常。更換操作板與合閘接觸器線圈后試合開關，開關鐵心頂桿動作幅度不大，合閘失敗。

根據(jù)CD10斷路器電磁操作機構常見故障處理方法［2-4］，首先調(diào)節(jié)開關鐵心頂桿長度，效果不明顯?？紤]到合閘線圈老化問題，更換新的合閘線圈（阻值1.7 Ω），手合試驗無效果。對開關的行程開關連桿及羅盤進行多次反復調(diào)節(jié)，試驗均無明顯效果。

期間，對蓄電池手動轉(zhuǎn)均充時發(fā)現(xiàn)充電電流為零，操作開關時，IDC-200 A直流電源監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)出“合母電壓低！”報警信號，據(jù)此分析蓄電池容量達不到合閘電流的要求（合閘電流為99 A）。申請調(diào)度對電容器開關合閘驗證蓄電池容量是否達到合閘電流條件，發(fā)現(xiàn)電容器開關亦無法合閘，檢查發(fā)現(xiàn)操作板合閘保持繼電器與機構處合閘接觸器線圈均燒壞，合閘接觸器動作后接觸不良，現(xiàn)場予以更換。對備用線進行合閘試驗同樣失敗，判定蓄電池容量不足（期間，該10 kV出線通過拉手供電恢復正常）。將蓄電池替換并充電一段時間后試合備用線開關成功，問題癥結得到驗證。因原合閘線圈已燒壞，在對電容器間隔更換合閘線圈后，試合開關成功。對上述兩個間隔進行保護帶開關、手合、手分、遙合、遙分、防跳試驗均正常，而后恢復正常運行方式。

2 故障原因分析及處理

2.1 彈簧操作機構工作原理

該站10 kV斷路器采用CD10-I型操作機構。該機構是一種戶內(nèi)懸掛式的電磁操作機構，可電動合閘、電動分閘、手動分閘和自動重合閘，電動分合閘均需使用直流電源。其簡化后的控制回路和工作原理分別如圖1和圖2所示。

圖1 CD10-I操作機構控制回路

圖2 CD10-I操作機構工作原理

當斷路器處于分閘狀態(tài)時，其常閉觸點處于閉合狀態(tài)。此時若保護裝置啟動重合閘或有手合/遙合命令，保護裝置將為端子3提供正電源，并在合閘保持繼電器的作用下保持到合閘完成。該正電源經(jīng)斷路器的常閉觸點→端子11→合閘接觸器→端子12→端子6至保護裝置負電源形成通路。從而合閘接觸器動作，其輔助觸點閉合，進而合閘線圈HQ從合母得電，將會在合閘線圈中流過一個非常大的沖擊電流，在該電流作用下，斷路器動作于合閘。合閘成功后斷路器常閉觸點斷開（常開觸點閉合，為分閘作準備），合閘保持繼電器失電，從而端子3失電，合閘過程完成。由此可知，合閘過程的完成必須具備合閘回路完好及合母能提供足夠大的合閘電流兩個必要條件。

2.2 直流系統(tǒng)構成

常見的站用直流系統(tǒng)構成如圖3所示。

圖3 直流系統(tǒng)接線

圖中+HM、+KM、-KM分別為合閘正電源、控制正電源和控制負電源。兩路交流進線通過交流切換裝置后接入電源模塊，整流為合閘電源，合閘電源再通過降壓硅鏈降壓后形成控制電源。蓄電池組并聯(lián)在合閘電源上，合閘時可為合閘線圈提供足夠的合閘電流［5］。

由于該站蓄電池運行年限較長，加之天氣寒冷而保護室空調(diào)不能制熱，運行環(huán)境較差，致使蓄電池容量下降較快，電流輸出能力不足。在保護裝置重合閘動作后，通過合閘線圈的電流不足，導致合閘線圈出力不夠，開關不能正常動作，開關常閉觸點不能返回，合閘回路保持導通，合閘接觸器線圈、合閘保持繼電器、合閘線圈中均長時間通過較大的電流，最終燒壞。

2.3 處理措施

結合此次故障分析，制定計劃對該站蓄電池予以更換，并對所轄范圍內(nèi)有類似情況的變電站蓄電池分別進行容量測試，發(fā)現(xiàn)不合格的蓄電池或蓄電池組及時更換，對工作年限較長的老舊電池縮短試驗周期。

按相關規(guī)程用蓄電池充放電儀定期進行蓄電池充放電試驗；改善蓄電池室運行環(huán)境；運維人員在巡視中加強對蓄電池的單體電壓值，連接螺絲有無松動和腐蝕現(xiàn)象，殼體有無滲漏和變形，絕緣電阻是否下降等的檢查與記錄，以杜絕類似故障的再次發(fā)生。

3 結語

通過分析10 kV電磁式斷路器的工作原理詳細介紹了該型斷路器的動作過程，并通過分析查找出了斷路器不能正確動作的原因，制定出相應的整改方案。由此可以看出傳統(tǒng)電磁式斷路器雖然工作原理簡單，維護方便，但合閘電流大，對蓄電池性能的要求較高，在運行中必須做好對蓄電池的維護工作。

［1］張保會，尹項根.電力系統(tǒng)繼電保護［M］.北京：中國電力出版社，2005.

［2］陳化鋼，潘金鑾，吳越華.高低壓開關電器故障診斷與處理［M］.北京：中國水利水電出版社，2000.

［3］陳蕾.電器設備故障檢測診斷方法及實例［M］.北京：中國水利水電出版社，2012.

［4］王俊，張秀然，孫國凱，等.CD10型電磁式操動機構故障原因及處理［J］.農(nóng)村電氣化，2005（11）：46-48.

［5］王文洪，張言權，賴日晶，等.變電站直流系統(tǒng)典型故障分析［M］.北京：中國電力出版社，2014.

Solution of Reclosing Failure Caused by Battery Deterioration

HUANG Xing，WEI Yanbin，YANG Linlin
（State Grid Laiwu Power Supply Company，Laiwu 271100，China）

Reclosing failure on transient fault could reduce the reliability of power supply，prolong outage time，and bring about unnecessary losses to customers and supply company.Battery deterioration is found to be the cause of an electromagnetic breaker reclosing failure occurred in a 35 kV transformer substation.In order to prevent the similar failure，anti-accident measures and precautions are proposed.

electromagnetic breaker；reclosing failure；battery deterioration；fault analysis

TM561

B

1007－9904（2015）05－0062－02

2014-12-08

黃興（1987），男，從事繼電保護工作。