某斷路器操作電源空氣開(kāi)關(guān)頻繁跳閘的故障分析

徐建友， 鮑曉菲， 趙德峰

(國(guó)網(wǎng)淮北供電公司， 安徽 淮北 235000)

0 引言

斷路器操作回路是繼電保護(hù)二次回路之一，承擔(dān)著繼電保護(hù)正確動(dòng)作關(guān)鍵作用。如果斷路器的操作回路異常將導(dǎo)致保護(hù)誤動(dòng)或拒動(dòng)，可能導(dǎo)致事故擴(kuò)大。而操作回路的異常嚴(yán)重時(shí)將導(dǎo)致操作電源空氣開(kāi)關(guān)跳閘以及操作插件的損壞。因此對(duì)此類繼電保護(hù)二次回路異常行為進(jìn)行分析，找出其中操作電源空氣開(kāi)關(guān)頻繁跳閘原因的尤為重要。

1 事情經(jīng)過(guò)及故障現(xiàn)象

2019年1月29日，某110千伏變電站運(yùn)行值班操作人員反應(yīng)該站#2主變10千伏側(cè)102開(kāi)關(guān)在操作過(guò)程中發(fā)現(xiàn)102開(kāi)關(guān)分閘操作時(shí)操作電源空氣開(kāi)關(guān)跳閘。繼電保護(hù)二次人員到達(dá)該變電站現(xiàn)場(chǎng)就地操作102開(kāi)關(guān)時(shí)，102開(kāi)關(guān)操作電源空開(kāi)在斷路器分閘瞬間跳閘，與運(yùn)行人員反饋情況一致?，F(xiàn)場(chǎng)目測(cè)檢查保護(hù)裝置、開(kāi)關(guān)本體元器件(線路板、脫扣電磁鐵、輔助開(kāi)關(guān)、微動(dòng)開(kāi)關(guān)、閉鎖地磁鐵等)電氣回路均無(wú)異常。

2 空氣開(kāi)關(guān)跳閘異?，F(xiàn)象查找處理過(guò)程

2.1 對(duì)102開(kāi)關(guān)直流回路的檢查

工作人員對(duì)該操作電源進(jìn)行檢查，用萬(wàn)用表測(cè)量直流電源電壓實(shí)測(cè)值為230 V，直流電壓正對(duì)地+115 V，負(fù)對(duì)地-115 V，未發(fā)現(xiàn)異常，斷開(kāi)直流操作電源開(kāi)關(guān)用萬(wàn)用表測(cè)量該操作電源直流為0 V，交流為0 V。說(shuō)明該回路正常，未竄入其他電源包括直流和交流。同時(shí)檢查直流系統(tǒng)中交流檢測(cè)未發(fā)現(xiàn)有交流竄入。

2.2 對(duì)102開(kāi)關(guān)直流儲(chǔ)能回路的檢查

檢查102開(kāi)關(guān)在操作過(guò)程中，斷開(kāi)儲(chǔ)能電源空氣開(kāi)關(guān)，檢查操作電源異常未消失。說(shuō)明102開(kāi)關(guān)儲(chǔ)能回路和操作回路沒(méi)有電源竄入聯(lián)系。

2.3 對(duì)102開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)遙信回路的檢查

檢查102開(kāi)關(guān)在操作過(guò)程中，斷開(kāi)遙信電源空氣開(kāi)關(guān)，檢查操作電源異常未消失。說(shuō)明102開(kāi)關(guān)遙信回路和操作回路沒(méi)有電源竄入聯(lián)系。

2.4 對(duì)102開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)閉鎖回路的檢查

檢查102開(kāi)關(guān)在操作過(guò)程中，斷開(kāi)機(jī)構(gòu)閉鎖回路電源空氣開(kāi)關(guān)，檢查操作電源異常未消失。說(shuō)明102開(kāi)關(guān)遙信回路和操作回路沒(méi)有電源竄入聯(lián)系。

2.5 對(duì)102開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)內(nèi)部進(jìn)一步的檢查

打開(kāi)102開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)箱蓋，合上所有電源，對(duì)102開(kāi)關(guān)分合操作。在分閘操作時(shí)在輔助開(kāi)關(guān)位置局部有明顯弧光?，F(xiàn)場(chǎng)將弧光明顯處(分閘指示回路輔助接點(diǎn)33、34如圖1所示)二次線解開(kāi)，斷路器能正常分合閘，空氣開(kāi)關(guān)未出現(xiàn)跳閘。將輔助開(kāi)關(guān)接點(diǎn)23、24接入分閘指示回路，操作、指示正常，故障現(xiàn)象排除。

圖1 分閘指示回路輔助接點(diǎn)33、34

3 問(wèn)題分析

3.1 相關(guān)設(shè)備原理接線圖分析

在現(xiàn)場(chǎng)，工程師通過(guò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)勘查情況及相關(guān)設(shè)備原理接線圖(如圖2、3所示)以及開(kāi)關(guān)分閘指示接線圖(如圖4所示)進(jìn)行分析，導(dǎo)致現(xiàn)場(chǎng)102開(kāi)關(guān)柜操作電源空氣開(kāi)關(guān)出現(xiàn)故障的主要原因?yàn)椋洪_(kāi)關(guān)分閘回路常開(kāi)輔助接點(diǎn)(31、32)與開(kāi)關(guān)分閘指示回路常閉輔助接點(diǎn)(33、34)處于輔助開(kāi)關(guān)同一層相鄰位置且同側(cè)一個(gè)為正電位，一個(gè)為負(fù)電位，導(dǎo)致壓差過(guò)大，觸點(diǎn)絕緣距離變短，長(zhǎng)時(shí)間使用隨著觸點(diǎn)氧化接觸質(zhì)量下降，在開(kāi)關(guān)操作時(shí)輔助開(kāi)關(guān)接點(diǎn)變位時(shí)短時(shí)間直流電源正負(fù)弧光短路引起操作電源空氣開(kāi)關(guān)跳閘。

圖2 102開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)內(nèi)部原理圖

圖3 102開(kāi)關(guān)操作回路原理圖

圖4 102開(kāi)關(guān)分閘指示回路圖

3.2 斷路器機(jī)構(gòu)二次回路的設(shè)計(jì)存在隱患且設(shè)計(jì)聯(lián)絡(luò)會(huì)未發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)隱患

斷路器開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)人員錯(cuò)誤地將開(kāi)關(guān)分閘回路使用的常開(kāi)輔助接點(diǎn)(31、32)與開(kāi)關(guān)分閘指示回路使用的常閉輔助接點(diǎn)(33、34)設(shè)計(jì)處于輔助開(kāi)關(guān)同一層。

圖紙?jiān)O(shè)計(jì)以及設(shè)計(jì)聯(lián)絡(luò)會(huì)在審圖時(shí)不認(rèn)真對(duì)待，未能發(fā)現(xiàn)這一明顯的設(shè)計(jì)錯(cuò)誤是導(dǎo)致這次故障發(fā)生的關(guān)鍵一環(huán)。圖紙的審核、校核和批準(zhǔn)環(huán)節(jié)也未能發(fā)現(xiàn)，沒(méi)有起到把關(guān)作用。

3.3 調(diào)試驗(yàn)收環(huán)節(jié)未發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)錯(cuò)誤

二次回路施工建設(shè)單位在施工、二次接線和調(diào)試時(shí)沒(méi)有認(rèn)真執(zhí)行二次回路及輔助設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)規(guī)程以及現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試大綱，未能發(fā)現(xiàn)這一明顯的錯(cuò)誤是導(dǎo)致這次故障發(fā)生的最后一個(gè)環(huán)節(jié)。因此對(duì)二次設(shè)備及其回路的調(diào)試是確保設(shè)備安全投運(yùn)的關(guān)鍵[1]。通過(guò)這次102開(kāi)關(guān)操作電源空氣開(kāi)關(guān)頻繁跳閘故障，提醒從事繼電保護(hù)及自動(dòng)化專業(yè)人員要有高度的敬業(yè)精神和一絲不茍的工作作風(fēng)。

4 問(wèn)題處置建議

針對(duì)上述問(wèn)題，提出處置建議如下[2]：

(1)設(shè)計(jì)人員修改開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)內(nèi)部配線設(shè)計(jì)圖紙，將開(kāi)關(guān)分閘回路常開(kāi)輔助接點(diǎn)(31、32)與開(kāi)關(guān)分閘指示回路常閉輔助接點(diǎn)(33、34)處于輔助開(kāi)關(guān)不同層。

(2)現(xiàn)場(chǎng)另外同類型的開(kāi)關(guān)輔助接點(diǎn)在下次停電檢修時(shí)也進(jìn)行接點(diǎn)調(diào)換，避免同樣問(wèn)題再次發(fā)生。

(3)更換該斷路器102開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)輔助接點(diǎn)行程開(kāi)關(guān)。

(4)為保證設(shè)備長(zhǎng)期可靠運(yùn)行，建議運(yùn)維單位對(duì)管轄的所有斷路器開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)進(jìn)行進(jìn)一步排查。對(duì)存在類似異常情況或同類型設(shè)計(jì)隱患進(jìn)行排查并一一檢修更換。