開關(guān)柜斷路器拒動(dòng)原因與分合閘線圈故障分析

王鶴統(tǒng) 楊曉林

【摘 要】隨著人們生活質(zhì)量在不斷的提高，對于用電的需求在不斷的提高，一旦發(fā)生設(shè)備或線路故障等情況，應(yīng)立即由相關(guān)保護(hù)設(shè)備反饋并作用于斷路器等開關(guān)裝置，從而將故障設(shè)備或故障線路隔離，避免事故蔓延，確保不存在問題的線路可以正常運(yùn)行。而如若斷路器拒動(dòng)，未能及時(shí)斷開線路，則需要上一級(jí)開關(guān)響應(yīng)動(dòng)作，這樣勢必增加受影響用戶范圍，嚴(yán)重影響地區(qū)供電穩(wěn)定性。鑒于此，針對斷路器拒動(dòng)，結(jié)合實(shí)例，從電氣故障與機(jī)械故障兩個(gè)方面分析了原因，并提出了應(yīng)對措施。

【關(guān)鍵詞】開關(guān)柜；斷路器；拒動(dòng)；分合閘線圈

引言

關(guān)于某110kV變電站中一側(cè)線路出現(xiàn)事故，究其原因是斷路器拒動(dòng)引發(fā)的，隨后切斷主變10kV來解決問題，然而，開關(guān)柜卻點(diǎn)火燒壞。為了找到事故產(chǎn)生的原因，需要對實(shí)際狀況進(jìn)行檢查并做好記錄工作，并且，對事件展開全面的解析。其研究結(jié)果顯示，在斷路器拒動(dòng)現(xiàn)象產(chǎn)生后，蓄電池組發(fā)生故障，導(dǎo)致沒有輸出直流控制電源，從而導(dǎo)致直流屏輸出失敗，進(jìn)一步延遲10kV側(cè)后備保護(hù)，短路的電流在很長的一段時(shí)間之內(nèi)斷開。所以說斷路器拒動(dòng)以及蓄電池故障都是造成此次事故的直接影響因素。

1機(jī)械故障原因與應(yīng)對措施分析

1.1斷路器拒分合閘

究其原因，主要為分合閘頂桿未能與分合閘擋板充分接觸或分閘擋板和連桿之間出現(xiàn)松動(dòng)，繼而造成相關(guān)分合閘操作未能及時(shí)響應(yīng)。針對此類情況，可通過對頂桿長度及合閘擋板角度進(jìn)行調(diào)整來避免。

1.2斷路器儲(chǔ)能后自動(dòng)合閘與手車不到位

前者主要是因?yàn)閿嗦菲鳈C(jī)構(gòu)內(nèi)部儲(chǔ)能半月板在合閘半軸卡的位置較淺，另有一些甚至是未能有效卡住，繼而造成設(shè)備儲(chǔ)能完畢后直接自動(dòng)合閘；其次也有可能為合閘頂桿卡死，繼而使得設(shè)備始終處于要合閘狀態(tài)，一旦設(shè)備完成儲(chǔ)能則立即進(jìn)行合閘操作。通常對于此類問題可以基于以下措施進(jìn)行規(guī)避，即更換新的合閘頂桿、對合閘半軸角度進(jìn)行適當(dāng)調(diào)增，使得半軸卡角度減小，并確保儲(chǔ)能半月板卡可以牢牢與半軸接觸。而手車推送不到位，則需相關(guān)作業(yè)人員在搖手車時(shí)務(wù)必按照相關(guān)操作規(guī)范進(jìn)行，通常使得手車低端兩把手正確到位、把手兩端均準(zhǔn)確卡入位即可。

2電氣故障原因與應(yīng)對措施分析

2.1開關(guān)分、合閘線圈燒毀

在對高壓開關(guān)的操作過程中，每年都有分、合閘線圈燒毀的情況發(fā)生，出于保證設(shè)備故障時(shí)可靠跳閘的需要，開關(guān)跳閘的可靠性比較高，線圈燒毀主要集中在合閘線圈。目前的微機(jī)保護(hù)控制回路全部帶有分、合閘自保持回路，不論是手動(dòng)操作，還是自動(dòng)操作。只要合閘命令發(fā)出以后，合閘回路就一直處于自保持狀態(tài)，直到開關(guān)合上以后，依靠斷路器輔助接點(diǎn)的切換，斷開合閘回路合閘電流。如果開關(guān)由于種種原因開關(guān)沒有合上，或者是合上以后斷路器輔助接點(diǎn)沒有切換到位，則合閘保持回路將一直處于保持狀態(tài)，這樣持續(xù)下去，將會(huì)把合閘線圈燒毀。開關(guān)在未儲(chǔ)能情況下合閘，也會(huì)把合閘線圈燒毀。對于彈簧機(jī)構(gòu)，開關(guān)在未儲(chǔ)能情況下合閘，特別是無人值守的分區(qū)所、AT所的遙控操作，如果未儲(chǔ)能信號(hào)不能及時(shí)傳到調(diào)度端，將會(huì)使操作人員誤操作，造成合閘線圈燒毀，甚至于燒毀保護(hù)裝置插件。對于有人值守的牽引所，如開關(guān)拒合時(shí)，發(fā)出“控制回路斷線”告警，值守人員應(yīng)立即斷開該斷路器的空氣開關(guān)，過幾秒鐘以后再合上，以防止合閘線圈燒毀。調(diào)度遙控操作時(shí)，值守人員也要在操作前到開關(guān)本體進(jìn)行檢查，檢查是否己儲(chǔ)能，操作完成后，也要到開關(guān)本體進(jìn)行確認(rèn)分合是否正常。

2.2真空斷路器發(fā)生的故障

設(shè)備是否正常工作決定了變電站能否穩(wěn)定運(yùn)行，特別是在無人值班的變電站中，因?yàn)楣收系陌l(fā)生往往不能立刻發(fā)現(xiàn)并給予正確處理，因此，對于設(shè)備質(zhì)量的要求相比有人的變電站要高很多。而10kV線路出線發(fā)生故障的概率也會(huì)相應(yīng)增加，這些故障往往都是由真空斷路器引起的?，F(xiàn)在市場上生產(chǎn)的真空斷路器比較多，這樣導(dǎo)致質(zhì)量上面層次不齊，因此，在選擇上面應(yīng)該選一些歷史比較悠久，以及質(zhì)量比較好的商家。此外，在儀器使用的過程中應(yīng)當(dāng)做好對儀器的檢查和維修，尤其是在一些機(jī)械上面。有的時(shí)候電氣控制回路產(chǎn)生問題也能帶來斷路器拒動(dòng)，然而更多的是很多的廠家在產(chǎn)品設(shè)計(jì)上面存在缺陷，此類發(fā)生的概率要比電氣回路引起多很多。

2.3分閘電磁鐵與合閘接觸器故障

分閘線圈松動(dòng)使得斷路器在執(zhí)行分閘操作時(shí)鐵芯移位，造成鐵芯卡澀情況，增加了線圈燒毀隱患；其次移位線圈的鐵芯其動(dòng)作行程相對較小，因此當(dāng)分閘回路通電時(shí)，鐵芯難以將脫扣機(jī)構(gòu)頂開，繼而使得分閘線圈長時(shí)間帶電運(yùn)行，基于大電流影響最終燒毀線圈。而合閘過程亦然如此，合閘操作往往通過接觸器動(dòng)作于合閘線圈，繼而使斷路器合閘。而一旦接觸器發(fā)生故障，未能及時(shí)斷開，則會(huì)使得合閘線圈長時(shí)間帶電運(yùn)行，最終造成線圈燒壞。

2.4蓄電池引起的故障

蓄電池引發(fā)的問題主要是因?yàn)楸Ｗo(hù)不當(dāng)造成連續(xù)的反應(yīng)，特別是在110kV的變電站中，很多時(shí)候這類的變電站都含有一組蓄電池，因此，一旦發(fā)生交流電失電，或者整個(gè)設(shè)備導(dǎo)致的問題，就會(huì)出現(xiàn)故障，因?yàn)樾铍姵厥潜Ｗo(hù)設(shè)備以及自動(dòng)裝置的唯一后備電源裝置。在正常的工作中應(yīng)當(dāng)做好對設(shè)備的檢查工作，其內(nèi)容涉及到檢查電壓是否正常、連接位置是否有松動(dòng)、極柱附近是否有液體或者氣體出現(xiàn)、殼體上面是否有裂痕或者變形的狀況等。如果需要應(yīng)當(dāng)立即采取措施，比方說對浮充電流工作進(jìn)行檢測。

2.5開關(guān)操動(dòng)機(jī)構(gòu)故障

在外部回路正常的情況下，“手動(dòng)/電動(dòng)”轉(zhuǎn)換開關(guān)性能不良，同樣引起開關(guān)拒合，將開關(guān)柜“手動(dòng)/電動(dòng)”轉(zhuǎn)換開關(guān)置于“手動(dòng)”控制模式下，現(xiàn)場可以操作，而將轉(zhuǎn)換開關(guān)置于“電動(dòng)”且“遠(yuǎn)方”控制模式，開關(guān)拒動(dòng)，轉(zhuǎn)換開關(guān)故障的主要原因是固定微動(dòng)開關(guān)的螺絲緊固不足。開關(guān)經(jīng)常動(dòng)作產(chǎn)生的震動(dòng)，會(huì)使原先就緊固不足的螺絲松動(dòng)，當(dāng)撥片在頂住微動(dòng)開關(guān)動(dòng)觸頭過程中，開關(guān)本體順著長方形滑動(dòng)，微動(dòng)開關(guān)無法閉合，這時(shí)開關(guān)本體一直處于手動(dòng)模式，故無法進(jìn)行相關(guān)電動(dòng)操作。斷路器輔助開關(guān)性能不良，造成行程開關(guān)動(dòng)作而輔助開關(guān)位置卻不在相應(yīng)位置，儲(chǔ)能機(jī)構(gòu)中固定行程開關(guān)聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)與輔助開關(guān)轉(zhuǎn)軸的螺絲松動(dòng)，聯(lián)動(dòng)片與輔助開關(guān)轉(zhuǎn)軸脫離，使得輔助開關(guān)無法置于正確位置，導(dǎo)致儲(chǔ)能電機(jī)一直轉(zhuǎn)動(dòng)或不轉(zhuǎn)動(dòng)，造成開關(guān)拒動(dòng)或儲(chǔ)能電機(jī)燒損、傳動(dòng)齒輪損壞。據(jù)有關(guān)運(yùn)行資料統(tǒng)計(jì)，開關(guān)柜機(jī)械故障特別是拒動(dòng)故障發(fā)生的比例最高，這是因?yàn)榕c機(jī)械操作相關(guān)聯(lián)的元件非常多，包括分、合閘回路串聯(lián)有很多環(huán)節(jié)。而且開關(guān)的操作無規(guī)律性，有時(shí)候長時(shí)間不操作，有時(shí)候卻要頻繁操作。另外，還受氣候環(huán)境變化的影響。

結(jié)語

高壓斷路器設(shè)備的可靠運(yùn)行對于保障整個(gè)電力系統(tǒng)的安全性以及穩(wěn)定性意義重大。一旦發(fā)生斷路器拒動(dòng)情況，勢必帶來一系列安全隱患。此外，也有可能造成上一級(jí)斷路器的分?jǐn)?，繼而擴(kuò)大事故影響范圍，對當(dāng)?shù)卣Ｉa(chǎn)生活等造成嚴(yán)重負(fù)面影響。此次就機(jī)械故障與電氣故障兩方面，對造成開關(guān)柜斷路器拒動(dòng)的原因進(jìn)行分析。通過具體案例，詳細(xì)闡述了斷路器重合閘失敗原因，就微機(jī)綜保相關(guān)參數(shù)設(shè)置以及加強(qiáng)日常機(jī)械檢修排查力度等方面，提出了相關(guān)改善措施。未來隨著人們生活水平不斷提高，對于供電質(zhì)量的要求勢必也會(huì)越來越高。因此，相關(guān)工作人員應(yīng)當(dāng)通過不斷學(xué)習(xí)與自我提高，掌握有效事故應(yīng)對措施，繼而及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，確保供電質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

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（作者單位：國網(wǎng)山東省電力公司聊城供電公司）