斷路器合閘線圈燒毀原因分析

孔凡順

摘 要：220kV斷路器驗(yàn)收中發(fā)現(xiàn)的合閘線圈燒毀的缺陷情況分析，結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際情況，提出簡單可行改進(jìn)方案，消除設(shè)備缺陷。

關(guān)鍵詞：合閘線圈;處理

斷路器是用來接通或斷開電氣回路，系統(tǒng)發(fā)生短路故障時，斷路器迅速動作切除故障點(diǎn)，若此時斷路器合閘線圈燒毀，造成斷路器重合閘不能正確動作，從而擴(kuò)大事故，影響線路送電。

1、在蘇莊變技改擴(kuò)建時，驗(yàn)收中進(jìn)行斷路器分、合閘操作試驗(yàn)時發(fā)現(xiàn)2560斷路器拒絕合閘。在經(jīng)過現(xiàn)場檢查后，發(fā)現(xiàn)斷路器合閘線圈燒毀，更換后恢復(fù)正常。

該斷路器采用SF6氣體作為絕緣和滅弧介質(zhì)的高壓斷路器，三相戶外設(shè)計(jì)，操作機(jī)構(gòu)為彈簧操作機(jī)構(gòu);操作系統(tǒng)為南瑞繼電器公司CZX-12A操作繼電器裝置。

2.故障原因分析

通常電磁式斷路器合閘回路（見圖1）是通過控制正母線、操作把手KK⑤ ⑧接點(diǎn)、跳躍閉鎖繼電器TBJ的常閉接點(diǎn)、斷路器輔助常閉接點(diǎn)DL1、合閘接觸器線圈HC、控制負(fù)母線形成回路，使合閘接觸器帶電，啟動合閘線圈;斷路器合閘后，斷路器輔助常閉接點(diǎn)DL1斷開合閘控制回路。

南瑞繼電器公司CZX-12A操作繼電器裝置（圖2），為了防止在合閘操作中把手返回太快造成斷路器合閘失敗，在合閘控制回路中加裝了手動合閘繼電器（SHJ）的電流線圈使其常開接點(diǎn)自保持，在KK把手返回后仍能保持合閘線圈（Y1）帶電，從而確保斷路器可靠合閘。其分散同期合閘過程如下：

（1）、直流正電源通過控制正母線、同期斷路器① ②接點(diǎn)、操作把手KK⑤ ⑥接點(diǎn)、同期斷路器⑤ ⑥、手動合閘繼電器（1SHJ）電壓線圈、控制負(fù)母線，使手動合閘繼電器（1SHJ）電壓線圈帶電，手動合閘繼電器（1SHJ）常開接點(diǎn)閉合;

（2）、直流正電源通過控制正母線、手動合閘繼電器（1SHJ）常開接點(diǎn)、手動合閘繼電器（SHJ）電流線圈、遠(yuǎn)方就地選擇斷路器（S8）、斷路器輔助常閉接點(diǎn)、合閘線圈（Y1）、跳躍閉鎖繼電器（K75）的常閉接點(diǎn)、SF6壓力總閉鎖繼電器（K10）的常開接點(diǎn)、斷路器三相不一致繼電器（K61）常閉接點(diǎn)、控制負(fù)母線形成回路，使手動合閘繼電器（SHJ）電流線圈帶電自保持手動合閘繼電器（SHJ）常開接點(diǎn);同時合閘線圈帶電，斷路器合閘后，斷路器輔助常閉接點(diǎn)（S1）斷開三相合閘控制回路，并使手動合閘繼電器（SHJ）常開接點(diǎn)打開，手動合閘繼電器（1SHJ）常開接點(diǎn)隨控制把手（KK）返回“合后”位置打開。

由兩種斷路器操作回路設(shè)計(jì)的原理可以看出，電磁式斷路器是靠控制把手和斷路器的輔助常閉接點(diǎn)來斷開合閘控制回路，一般要求值班員在手動合閘操作時，控制把手接通KK⑤ ⑧接點(diǎn)后返回不能太快也不能太慢，一般要持續(xù)1秒，控制把手返回太快了，斷路器可能合閘失敗;控制把手返回太慢，若斷路器未合上或斷路器輔助常閉接點(diǎn)粘連，則會燒毀斷路器合閘接觸器線圈。微機(jī)保護(hù)控制回路合閘只考慮到防止合閘把手返回過快，在回路中加裝手動合閘繼電器（SHJ）電流線圈實(shí)現(xiàn)自保持，卻沒考慮到斷路器合閘不成功將燒毀合閘線圈。

變電站工程500kV斷路器控制回路是南京自動化總廠生產(chǎn)的，在合閘回路中未加裝手動合閘繼電器（SHJ）電流線圈帶電自保持的功能，使用4年來也未發(fā)生手動合閘和自動重合閘因接點(diǎn)返回過快的原因造成斷路器合閘失敗的情況，所以可以說，南瑞公司的這個設(shè)計(jì)方案是弊大于利。

由此可以看出，南瑞繼電器公司CZX-12A操作繼電器裝置在斷路器彈簧未儲能達(dá)到合閘要求、斷路器合閘機(jī)構(gòu)拒動、斷路器輔助接點(diǎn)粘連的情況下進(jìn)行斷路器合閘操作，只有斷開斷路器得控制電源，才能避免合閘線圈燒毀。為了避免更多得設(shè)備損壞和斷路器投運(yùn)后能可靠的進(jìn)行運(yùn)行操作，我們向工程監(jiān)理提出了改進(jìn)CZX-12A操作繼電器裝置控制回路的建議。

3.改進(jìn)措施

造成斷路器合閘線圈燒毀的主要原因是斷路器彈簧未儲能達(dá)到合閘要求、斷路器合閘機(jī)構(gòu)拒動、斷路器輔助接點(diǎn)粘連等因素加之手動合閘繼電器（SHJ）自保持使斷路器合閘線圈長期帶電而燒毀。對于以上三種主要造成斷路器合閘線圈燒毀的因素，分析如下：

1）斷路器輔助接點(diǎn)粘連;由于在斷路器合閘回路中采用兩個斷路器輔助常開接點(diǎn)串聯(lián)接線，因此斷路器輔助接點(diǎn)粘連的幾率很小，可以忽略其影響。

2）斷路器合閘機(jī)構(gòu)拒動;該斷路器采用的使彈簧動力合閘機(jī)構(gòu)，發(fā)生機(jī)械卡死拒絕分合閘的幾率較大，而且這種故障無法預(yù)知，也要重點(diǎn)防范。

3）斷路器彈簧未儲能或正在儲能;這種現(xiàn)象比較常見，此時進(jìn)行斷路器合閘操作，而斷路器因彈簧儲能未達(dá)到規(guī)定值，將不會合閘，從而使合閘線圈長時間帶電而燒毀。雖然斷路器彈簧未儲能和正在儲能時，會發(fā)出“斷路器彈簧未儲能”中央信號，提醒運(yùn)行人員此時不能進(jìn)行斷路器合閘操作，但也不能排除因光子信號燈損壞和運(yùn)行人員疏忽操作的可能。

如果單針對某一種因素來制定預(yù)防措施，這種措施是不完善的;要根本解決問題就必須取消手動合閘繼電器（SHJ）自保持回路，以A相合閘回路為例，可將圖2中A1與B1點(diǎn)（4D100）短接，或者直接把手動合閘繼電器SHJ去掉并短接，B相、C相的處理同理。為了防止斷路器控制把手或重合閘接點(diǎn)返回過快造成斷路器合閘失敗，手動合閘繼電器（1SHJ）常開接點(diǎn)和重合閘接點(diǎn)改裝成瞬時閉合，帶一定時限打開，這個時限選取300毫秒延時，第一可以防止因手動合閘繼電器（1SHJ）常開接點(diǎn)和重合閘接點(diǎn)返回過快，在斷路器還沒合閘就切斷了合閘回路;第二可以防止合閘回路各元件承受較長時間合閘電流加速老化。

解除手動合閘繼電器（SHJ）自保持回路，從根本上消除了斷路器合閘線圈長時間帶電的隱患，目前變電站220kV斷路器在控制回路將手動合閘繼電器（SHJ）短接，雖然沒有將手動合閘繼電器（1SHJ）常開接點(diǎn)和重合閘接點(diǎn)改為瞬時閉合延時打開，從近兩年的運(yùn)行實(shí)踐來看，改進(jìn)后的220kV斷路器控制回路是安全可靠的。

4.結(jié)束語：

作為變電值班員，我們要不斷地學(xué)習(xí)和掌握新設(shè)備、新技術(shù)，提高自身業(yè)務(wù)技能水平和事故分析判斷、處理及應(yīng)變能力，確保電網(wǎng)安全穩(wěn)定地運(yùn)行。當(dāng)值班員在現(xiàn)場遇到系統(tǒng)發(fā)生故障時，必須根據(jù)相關(guān)信息盡快作出判定，在無法自行處理且不能保證安全的情況下，須立即匯報有關(guān)專職或檢修人員，切忌盲目處理。本文探討的故障分析與處理尚有許多不足之處，請專家同行指正。

參考文獻(xiàn)：

[1]南京供電公司.220kV蘇莊變電站現(xiàn)場運(yùn)行