SF6斷路器偷跳故障的分析

彭思遙

摘要：SF6斷路器正常跳閘及重合閘極為常見，而斷路器意外偷跳反而成為影響恢復(fù)供電的主要因素。本文分析了一起220kV斷路器偷跳的原因，著重闡述了開關(guān)偷跳后根據(jù)異?，F(xiàn)象排查故障原因的思路和方法。即優(yōu)先檢查外觀及機械部分，再檢查二次回路部分，根據(jù)報文信息分析故障點的具體位置。

關(guān)鍵詞：偷跳；非全相；繼電器；二次回路

1 偷跳事故經(jīng)過

運行人員在某變電站巡視過程中，忽然聽到220kV高壓場地傳來一聲斷路器跳閘的聲音。運行人員立即檢查，發(fā)現(xiàn)某運行間隔的斷路器已經(jīng)處于分閘位置。查看其保護(hù)裝置沒有任何動作報文，保護(hù)裝置面板上的動作指示燈沒有亮，而后臺刷出事故總報文以及第二組控制回路斷線信號。檢查220kV故障錄波裝置，發(fā)現(xiàn)其并未啟動。查看該間隔檢修記錄，在兩年前對該間隔的一次設(shè)備和二次設(shè)備進(jìn)行了預(yù)試和定檢，各項實驗結(jié)論均為合格。根據(jù)現(xiàn)場情況判斷斷路器發(fā)生了偷跳故障，為了查明原因立即向中調(diào)申請將該開關(guān)由熱備用轉(zhuǎn)檢修進(jìn)行檢查。

2 外觀及機械部分檢查

（1）檢查端子箱、機構(gòu)箱二次接線。

檢查端子箱、機構(gòu)箱內(nèi)部的二次電纜是否有明顯受潮現(xiàn)象，或者二次電纜是否有松動或脫落。檢查箱體內(nèi)部有沒有不明異物或其他小動物。如果一切正常，則進(jìn)行下一項檢查。

（2）檢查機械傳動部位。

開關(guān)由熱備用轉(zhuǎn)檢修后，對開關(guān)進(jìn)行遙控操作，如果開關(guān)正常傳動，怎么判斷斷路器機械傳動部位正常，排除其機械傳動部位故障的因素。

（3）檢查機構(gòu)的低電壓動作特性。

對機構(gòu)的低電壓動作特性進(jìn)行試驗，分別進(jìn)行合閘及分閘操作，根據(jù)試驗數(shù)據(jù)判斷開關(guān)機構(gòu)低電壓動作正常。

（4）測量斷路器三相分、合閘時間。

對該斷路器三相分、合閘時間進(jìn)行測量，數(shù)據(jù)如下表所示。

從上表數(shù)據(jù)可知，斷路器三相分、合閘時間均正常。

（5）故障排查分析。

該220kV斷路器為三相分體式結(jié)構(gòu)，如果是簡單的機械故障不會導(dǎo)致斷路器三相同時跳閘。并且上述開關(guān)機械特性試驗的結(jié)果均為正常，因此可以排除斷路器，發(fā)生機械故障的可能。因此下一步對開關(guān)二次回路進(jìn)行檢查，重點是可能造成三跳的二次回路，如開關(guān)手跳回路以及母差跳閘回路、非全相回路等。

3 二次回路部分檢查

（1）檢查直流電源。

檢查斷路器偷跳前后直流系統(tǒng)是否正常。經(jīng)測量直流電源正對地為111V，直流電源負(fù)對地為109V，可以判斷直流電源沒有異常。

（2）檢查手跳回路。

查看圖紙檢查手跳和路是否連接正確。經(jīng)現(xiàn)場實驗檢查發(fā)現(xiàn)，手跳開關(guān)后合后繼電器KKJ可靠返回，而且沒有發(fā)出事故總告警信號。由于開關(guān)偷電后后臺報出了事故總告警信號，由此可以判斷開關(guān)偷跳并非手跳回路接通。進(jìn)一步對合后繼電器KKJ及手跳繼電器STJ的動作電壓進(jìn)行校驗，發(fā)現(xiàn)其動作值合格，且手跳繼電器STJ的動作電壓大于合后繼電器KKJ的動作電壓，因此不可能發(fā)生手跳繼電器STJ動作但合后繼電器KKJ不動作的情況。

（3）檢查非全相回路。

結(jié)合現(xiàn)場圖紙對開關(guān)的非全相回路進(jìn)行檢查?，F(xiàn)場非全相回路動作邏輯如下：非全相繼電器K6動作后接點閉合，經(jīng)時間繼電器兩秒延時后啟動第一組跳閘中間繼電器K7以及第二組跳閘中間繼電器K8。第一組跳閘中間繼電器K7動作后接點閉合，開關(guān)出口跳閘，同時啟動非全相信號中間繼電器K4，發(fā)出非全相保護(hù)動作信號并且保持。而第二組跳閘中間繼電器K8沒有接非全相信號中間繼電器，即其動作后不會發(fā)出三相不一致出口動作信號。

對非全相繼電器K6、第一組跳閘中間繼電器K7、第二組跳閘中間繼電器K8等繼電器的動作值和返回值進(jìn)行校驗，測得其啟動值為140V，其返回值為110V。

如果斷路器發(fā)生單相偷跳的情況，保護(hù)裝置會發(fā)出重合閘命令。而斷路器偷跳時保護(hù)裝置面板上的重合閘指示燈沒有亮，并且保護(hù)裝置也沒有重合閘報文，即重合閘沒有動作?，F(xiàn)場進(jìn)行開關(guān)單跳非全相功能試驗，驗證開關(guān)會單跳單重。將重合閘出口退出后，開關(guān)單跳后啟動非全相繼電器K6，經(jīng)2秒延時后跳開其余兩相。而查看動作報文，開關(guān)為一次性三相跳閘，沒有經(jīng)過2秒延時，由此可以排除開關(guān)單相偷跳以及非全相繼電器K6誤動跳閘的可能性。

由于第一組跳閘中間繼電器K7誤動會導(dǎo)致斷路器三相跳閘，但是其會啟動非全相信號中間繼電器K4，發(fā)出非全相保護(hù)動作信號。而現(xiàn)場開關(guān)偷跳時沒有非全相保護(hù)動作信號，因此可以排除第一組跳閘中間繼電器K7誤動的可能性。

而第二組跳閘中間繼電器K8誤動會導(dǎo)致斷路器三相跳閘，另外其沒有接非全相信號中間繼電器，即其動作后不會發(fā)出三相不一致出口動作信號。其誤動現(xiàn)象與此次開關(guān)偷跳結(jié)果一致。因此在排除上述所有可能性后，可以初步確定第二組跳閘中間繼電器K8誤動的可能性最大。

為了徹底找到第二組跳閘中間繼電器K8誤動的原因，對該繼電器安裝底座進(jìn)行解體檢查。打開繼電器底座后發(fā)現(xiàn)內(nèi)部含有較多金屬雜質(zhì)，而繼電器內(nèi)部金屬連接片之間間距非常小，在繼電器三相出口跳閘接點處發(fā)現(xiàn)疑似熔渣。根據(jù)上述檢查可以得出故障結(jié)論：由于第二組跳閘中間繼電器K8的底座存在設(shè)計缺陷，在安裝過程中又有金屬雜雜質(zhì)掉入，導(dǎo)致第二組跳閘中間繼電器K8誤動，造成開關(guān)三相偷跳。同時又由于設(shè)計的原因，該繼電器動作不會發(fā)出任何告警信號，造成故障原因難以查找。

4 故障處理及其預(yù)防

找到斷路器偷跳的故障點后，對該機構(gòu)同型號繼電器的安裝底座進(jìn)行排查，對存在雜質(zhì)的安裝底座進(jìn)行清理或更換。再次對開關(guān)進(jìn)行各類傳動試驗，所有數(shù)據(jù)合格后恢復(fù)送電。對運行中的同型號繼電器，應(yīng)結(jié)合計劃停電進(jìn)行檢查。增加一個非全相信號中間繼電器，使得第二組跳閘中間繼電器K8動作后也會發(fā)出告警信號。

參考文獻(xiàn)：

[1]李鵬飛.對一起ME開關(guān)偷跳的原因分析與探討[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2016，（23）：3435.

[2]王濤，黃安.220kV開關(guān)偷跳原因查找分析[J].通訊世界，2015，（08）：127129.