變電站110 kV開(kāi)關(guān)控制回路多重缺陷分析及處理

厲 冰，王世祥

(深圳供電局有限公司，廣東 深圳 518001)

變電站110 kV開(kāi)關(guān)控制回路多重缺陷分析及處理

厲 冰，王世祥

(深圳供電局有限公司，廣東 深圳 518001)

繼電保護(hù)裝置二次回路功能正常、無(wú)缺陷，對(duì)斷路器防拒動(dòng)、防誤動(dòng)至關(guān)重要。以某110 kV變電站主變變高開(kāi)關(guān)控制回路多重缺陷為例，闡述了該缺陷故障查找、判別的思路和方法，并提出了預(yù)控措施來(lái)控制、解決同類缺陷，為類似的基建驗(yàn)收調(diào)試工作提供參考。

繼電保護(hù)；開(kāi)關(guān)控制回路；信號(hào)回路；多重缺陷

0 引言

斷路器二次回路存在寄生、絕緣不合格或無(wú)法分合閘等缺陷容易導(dǎo)致斷路器誤動(dòng)、拒動(dòng)，在現(xiàn)場(chǎng)工作中常會(huì)遇到這類問(wèn)題。以下對(duì)某110 kV主變變高開(kāi)關(guān)控制回路多重缺陷進(jìn)行了分析討論，為其他現(xiàn)場(chǎng)類似缺陷的發(fā)現(xiàn)、排查、處理及防范措施提供參考。

1 現(xiàn)場(chǎng)缺陷情況

某110 kV變電站1號(hào)主變變高1101開(kāi)關(guān)為云南開(kāi)關(guān)廠ABB ADDA公司生產(chǎn)的110 kV GIS開(kāi)關(guān)，型號(hào)為COMPASS 145。1101開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)箱和SF6壓力表均在戶外露天運(yùn)行。

某日對(duì)該主變保護(hù)及測(cè)控裝置進(jìn)行定檢工作，發(fā)現(xiàn)變高1101開(kāi)關(guān)控制回路存在多重缺陷：有寄生，正電端寄生電壓+33 V、負(fù)電端寄生電壓+33 V；回路絕緣電阻為0，絕緣不合格；1101開(kāi)關(guān)手合再手分后無(wú)法再合閘，1101分位指示燈不亮，監(jiān)控后臺(tái)報(bào)1101控制回路斷線、彈簧未儲(chǔ)能。

2 排查策略及分析處理

2.1 排查策略

1號(hào)主變變高1101開(kāi)關(guān)控制回路共存在3個(gè)問(wèn)題：有寄生、絕緣不良、開(kāi)關(guān)不能合閘。這3個(gè)問(wèn)題發(fā)生在同一個(gè)回路中且存在相互影響。

寄生可能是由接線錯(cuò)誤或者輔助接點(diǎn)受潮引起的。絕緣不良可能是長(zhǎng)電纜絕緣不良，也有可能是由輔助接點(diǎn)受潮。若不清楚寄生產(chǎn)生的原因和影響范圍，可能會(huì)導(dǎo)致二次回路帶電搖絕緣。

開(kāi)關(guān)不能合閘，則合閘回路中可能存在斷開(kāi)點(diǎn)。若用測(cè)量電位的方法檢查合閘回路，由于1101控制回路存在寄生和絕緣低，所量取得的電位可能不準(zhǔn)確甚至失真，故應(yīng)先處理回路寄生、絕緣不良的問(wèn)題。

因此，確定缺陷查找順序?yàn)橄炔榧纳鷨?wèn)題，再查絕緣不合格問(wèn)題，最后查開(kāi)關(guān)不能合閘問(wèn)題。

2.2 控制回路寄生問(wèn)題處理

首先應(yīng)找到寄生源，用逐個(gè)拉合空開(kāi)的方法發(fā)現(xiàn)1101控制電源和1101信號(hào)電源之間存在寄生。

1號(hào)主變保護(hù)屏和測(cè)控屏之間聯(lián)系主要有信號(hào)回路、控制回路，如圖1所示。測(cè)控屏至保護(hù)屏之間的接線清晰，1101開(kāi)關(guān)端子箱內(nèi)信號(hào)、控制回路所在端子明顯分開(kāi)布置，接錯(cuò)線導(dǎo)致寄生的可能性較小?？赡苄暂^大的是1101開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)至保護(hù)屏、測(cè)控屏的輔助接點(diǎn)受潮，故先排查SF6氣體閉鎖接點(diǎn) K1，K2。

K1，K2取自SF6壓力表，可用于閉鎖1101開(kāi)關(guān)合閘控制回路和發(fā)SF6氣壓低跳合閘閉鎖信號(hào)。圖1中的回路均由1101控制電源供電。

1101開(kāi)關(guān)合閘回路中串接有K3常開(kāi)接點(diǎn)，K3繼電器由K1，K2、彈簧未儲(chǔ)能接點(diǎn)S2控制勵(lì)磁。當(dāng)1101開(kāi)關(guān)彈簧未儲(chǔ)能或SF6氣壓低時(shí)，S2，K1，K2任一接點(diǎn)斷開(kāi)圖1中合閘閉鎖回路，K3繼電器失磁，使1101合閘回路中K3接點(diǎn)斷開(kāi)閉鎖合閘。K1不同接點(diǎn)間可能存在寄生，K2不同接點(diǎn)間也可能存在寄生。

圖1 1101開(kāi)關(guān)合閘回路及閉鎖回路

為確定K1，K2是否存在寄生，需要將1101控制回路或信號(hào)回路中的K1，K2接點(diǎn)隔離出來(lái)。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際接線情況可知，信號(hào)回路中的K1，K2接點(diǎn)較容易隔離。如圖2所示，在1101開(kāi)關(guān)端子箱將701，925，924信號(hào)回路電纜從端子排解開(kāi)，完成接點(diǎn)隔離。閉合1101信號(hào)電源，斷開(kāi)1101控制電源，測(cè)量1101控制回路正電端電位為+42 V、負(fù)電端電位也為+42 V，較隔離K1，K2前寄生電位不降反增。分析這一現(xiàn)象的原因：1101控制回路和1101信號(hào)回路可能不只K1，K2存在寄生電源，還有別的聯(lián)系點(diǎn)存在寄生，如彈簧未儲(chǔ)能接點(diǎn)S2接點(diǎn)間也可能存在寄生。

彈簧未儲(chǔ)能接點(diǎn)S2在1101開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)箱中，為驗(yàn)證S2是否存在寄生，可將信號(hào)回路中的S2接點(diǎn)隔離(用隔離K1，K2同樣的方法)。隔離后測(cè)量得到1101控制回路正電端電位為0、負(fù)電端為0，寄生電壓消失。

綜上可知，1101控制電源和1101信號(hào)電源之間存在寄生，原因是SF6氣體閉鎖K1，K2接點(diǎn)間，彈簧未儲(chǔ)能S2接點(diǎn)間均存在寄生。K1，K2為負(fù)電端寄生，S2為正電端寄生。由于K1，K2在SF6壓力表中，S2在1101開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)箱中，均為戶外敞開(kāi)式，很可能是接點(diǎn)受潮導(dǎo)致的寄生，需轉(zhuǎn)檢修專業(yè)人員處理。

圖2 1101開(kāi)關(guān)信號(hào)回路

2.3 控制回路絕緣不良問(wèn)題處理

結(jié)合前文所述，1101控制回路絕緣不良很有可能是由于K1，K2，S2接點(diǎn)受潮所致，但也不排除是由于長(zhǎng)電纜絕緣不良導(dǎo)致，需進(jìn)行驗(yàn)證。

將1號(hào)主變保護(hù)屏與1101開(kāi)關(guān)端子箱有聯(lián)系的控制電纜101，102，109，103，133電纜芯兩端解開(kāi)。分別對(duì)上述5段電纜本身以及所對(duì)應(yīng)的保護(hù)屏側(cè)、開(kāi)關(guān)端子箱側(cè)搖絕緣，結(jié)果只有1101開(kāi)關(guān)端子箱側(cè)二次回路絕緣不良。1101開(kāi)關(guān)端子箱至開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)箱、SF6壓力表的電纜均很短，絕緣不良的可能性較小。

綜上所述，1101控制回路絕緣不良最有可能是由K1，K2，S2接點(diǎn)受潮所致。

2.4 控制回路不能合閘問(wèn)題處理

在初步查找1101開(kāi)關(guān)不能合閘原因時(shí)，可分為處理前、處理中和處理后3個(gè)階段。

2.4.1 處理前

現(xiàn)場(chǎng)的缺陷情況為：1101開(kāi)關(guān)不能合閘，后臺(tái)報(bào)1101控制回路斷線、彈簧未儲(chǔ)能。最有可能的原因是1101開(kāi)關(guān)彈簧未儲(chǔ)能導(dǎo)致1101開(kāi)關(guān)不能合閘，需進(jìn)行驗(yàn)證。

在1101控制回路完整未解線的情況下，用萬(wàn)用表測(cè)量串接在合閘回路中的K3接點(diǎn)兩端的電位并量通斷，結(jié)果電位為異極性、接點(diǎn)不導(dǎo)通。短接此K3接點(diǎn)則跳位監(jiān)視回路導(dǎo)通，說(shuō)明1101開(kāi)關(guān)合閘回路在K3接點(diǎn)存在且只存在這一個(gè)斷點(diǎn)。

K3繼電器未勵(lì)磁原因分析：測(cè)量圖1中的K3繼電器的勵(lì)磁回路電壓，k3繼電器正電端電壓為+20 V，負(fù)電端電壓為-55 V，K3繼電器勵(lì)磁回路可能由于兩端電壓差不足并未勵(lì)磁。由于設(shè)備設(shè)計(jì)原因，1101開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)無(wú)彈簧儲(chǔ)能指示標(biāo)志，無(wú)法直接觀察到彈簧是否已儲(chǔ)能。斷開(kāi)圖1中彈簧未儲(chǔ)能接點(diǎn)S2外部接線，用萬(wàn)用表測(cè)得接點(diǎn)是斷開(kāi)的，說(shuō)明1101開(kāi)關(guān)彈簧未儲(chǔ)能，使K3繼電器未勵(lì)磁。

綜上所述，1101開(kāi)關(guān)彈簧未儲(chǔ)能，K3未勵(lì)磁，閉鎖了1101合閘回路。而K3繼電器正電端的+20 V電壓為寄生引起。需要轉(zhuǎn)檢修專業(yè)人員處理。

2.4.2 處理中和處理后

檢修專業(yè)人員到場(chǎng)后，先處理SF6壓力表問(wèn)題。SF6壓力表內(nèi)有明顯水汽凝結(jié)，拆開(kāi)去SF6壓力表的接線插頭，可以很明顯地看到線上有綠銹。

處理完畢后，測(cè)量1101控制回路依然有寄生，寄生電壓正電端+44 V，負(fù)電端+44 V，控制回路絕緣電阻為0，絕緣不良，應(yīng)是由于彈簧未儲(chǔ)能S2接點(diǎn)受潮引起。此時(shí)測(cè)量K3繼電器的勵(lì)磁回路電壓，K3繼電器正電端有+50 V的寄生電壓，K3繼電器負(fù)電端為-55 V，但K3繼電器未動(dòng)作。

處理開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)箱中彈簧未儲(chǔ)能接點(diǎn)問(wèn)題：打開(kāi)1101開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)箱時(shí)，有大量水從箱體中流出。處理彈簧未儲(chǔ)能接點(diǎn)在開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)箱中的端子后，測(cè)量1101控制回路已無(wú)寄生、絕緣合格。測(cè)量K3繼電器的勵(lì)磁回路電壓，K3繼電器正電端為0。

此時(shí)1101開(kāi)關(guān)仍未儲(chǔ)能，可能是儲(chǔ)能控制回路或電機(jī)回路有問(wèn)題。具體驗(yàn)證如下：在儲(chǔ)能電機(jī)回路，測(cè)量到儲(chǔ)能電機(jī)空開(kāi)下電位正常；在儲(chǔ)能電機(jī)控制回路，測(cè)量彈簧未儲(chǔ)能繼電器KM的勵(lì)磁回路KM繼電器正電端電壓為+55 V，KM繼電器負(fù)電端電壓為-55 V，電位正常。檢查KM繼電器，卻未見(jiàn)勵(lì)磁吸合，可能是KM繼電器損壞或回路接線接觸不良。將KM繼電器正、負(fù)電端上的接線解出后重新接回并緊固端子，KM繼電器勵(lì)磁吸合，儲(chǔ)能電機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)儲(chǔ)能，1101開(kāi)關(guān)分、合閘功能正常，開(kāi)關(guān)跳、合位指示正確，后臺(tái)信號(hào)指示正確、無(wú)異常。

3 缺陷原因分析及防范措施

3.1 缺陷原因

1號(hào)主變變高1101開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)箱、SF6壓力表均為戶外敞開(kāi)式，由于設(shè)備自身密封不良等原因，容易受天氣影響引起SF6壓力低閉鎖接點(diǎn)、彈簧未儲(chǔ)能接點(diǎn)等受潮，導(dǎo)致連接這些接點(diǎn)的回路產(chǎn)生寄生和絕緣不良。

高壓場(chǎng)地端子箱內(nèi)繼電器的接線由于運(yùn)行環(huán)境較惡劣引起氧化接觸不良、開(kāi)關(guān)分合閘振動(dòng)接線松動(dòng)以及保護(hù)定檢等工作中易忽略緊固繼電器上端子等原因，造成繼電器接線接觸不良從而拒動(dòng)。

3.2 防范措施

在高壓場(chǎng)地等惡劣環(huán)境下的的端子箱、表計(jì)等，要做好防潮、防水工作。保護(hù)裝置定檢中要注意做好二次回路寄生和絕緣檢查；要檢查開(kāi)關(guān)端子箱內(nèi)全部端子是否緊固(包括各種繼電器上的端子)。

4 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)闡述110 kV變電站主變變高開(kāi)關(guān)控制回路多重缺陷處理的思路和方法，理清了同一控制回路中多重缺陷的相互影響和處理次序；分析了缺陷發(fā)生的原因，提出對(duì)于在高壓場(chǎng)地等惡劣環(huán)境下運(yùn)行端子箱、表計(jì)要特別關(guān)注防潮、防水，為類似的基建調(diào)試、驗(yàn)收工作提供參考。

1 唐卓堯．廣東省電力系統(tǒng)繼電保護(hù)反事故措施(2007版)[M].北京：中國(guó)電力出版社，2008.

2 湯曉偉，薛 峰．一起10 kV斷路器拒動(dòng)事故分析[J].電力安全技術(shù)，2013，15(1)：37-38.

3 張寶坤，何玉磊．?dāng)嗦菲骺刂苹芈啡毕菀鸬氖鹿史治黾案倪M(jìn)方案[J].電力安全技術(shù)，2011，13(11):30-32.

2017-04-06；

2017-06-02。

厲 冰(1989—)，男，助理工程師，主要從事繼電保護(hù)維護(hù)工作，email：w61205@qq.com。

王世祥(1970—)，男，教授級(jí)高級(jí)工程師，主要從事繼電保護(hù)技術(shù)研究工作。