一起220kV斷路器操作箱電壓切換回路的缺陷處理

于勝洋　譚志聰　陳文娟

摘要：本文通過(guò)一起220kV主變變高斷路器第二組跳閘回路無(wú)法正常出口的缺陷現(xiàn)象，分析出該缺陷是由于直流電壓自動(dòng)切換回路繼電器的節(jié)點(diǎn)異常造成的。由于直流電壓自動(dòng)切換回路的缺陷，影響斷路器壓力監(jiān)視繼電器的正常工作，進(jìn)而影響斷路器的分閘回路，這將可能造成斷路器的拒動(dòng)，嚴(yán)重影響電網(wǎng)的安全運(yùn)行。本文通過(guò)回路分析法對(duì)該組斷路器直流電壓自動(dòng)切換回路、斷路器壓力監(jiān)視回路、跳閘回路進(jìn)行分析，闡明三者之間的邏輯關(guān)系。通過(guò)查找相關(guān)反措要求，結(jié)合設(shè)備的圖紙和實(shí)際接線，提出一種取消該斷路器直流電壓自動(dòng)切換回路的整改方案，對(duì)設(shè)備維護(hù)人員處理同類的回路缺陷有一定的啟發(fā)。

關(guān)鍵詞：斷路器拒動(dòng)、直流電壓自動(dòng)切換回路、跳閘回路、回路缺陷

0 引言：

為了提高供電可靠性，保證斷路器在電力系統(tǒng)異常的情況下快速可靠動(dòng)作以隔離故障，220kV及以上電力系統(tǒng)的保護(hù)要求雙重化配置。其雙重配置要求包括兩套保護(hù)的直流電源完全獨(dú)立，分別取自變電站兩組不同直流電源系統(tǒng)的直流母線，作用于獨(dú)立的跳閘線圈，其間不能有電的聯(lián)系。這樣，即便在一段直流電源失電的情況下，仍可以有另一套完整的保護(hù)及跳閘回路可用。一些投運(yùn)時(shí)間較長(zhǎng)的變電站，其斷路器操作箱二次回路中，設(shè)計(jì)了兩組直流電壓自動(dòng)切換回路，旨在斷路器一組直流操作電源異常的情況下，可以自動(dòng)切換至另一路直流操作電源，但是由于電壓切換繼電器隨著運(yùn)行年限增加，節(jié)點(diǎn)老化，故障率升高，在其中一段直流系統(tǒng)故障的情況下可能會(huì)導(dǎo)致保護(hù)的兩路操作回路同時(shí)異常，破壞了保護(hù)雙重化配置的獨(dú)立性，存在斷路器拒動(dòng)的風(fēng)險(xiǎn)，給電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行帶來(lái)巨大的隱患。

1 缺陷現(xiàn)象

按照廣東電網(wǎng)佛山供電局作業(yè)指導(dǎo)書要求，對(duì)雙重化配置的保護(hù)進(jìn)行整組傳動(dòng)時(shí)，需對(duì)主一主二分別傳動(dòng)，即斷開(kāi)第二路操作電源空開(kāi)，對(duì)主一保護(hù)進(jìn)行傳動(dòng)試驗(yàn);斷開(kāi)第一路操作電源空開(kāi)對(duì)主二保護(hù)進(jìn)行傳動(dòng)試驗(yàn)。在對(duì)220kV某變電站#2主變壓器的主二保護(hù)進(jìn)行獨(dú)立傳動(dòng)試驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)保護(hù)裝置邏輯動(dòng)作正確，保護(hù)動(dòng)作指示燈正確，但是220kV主變變高斷路器卻無(wú)法跳閘的異?，F(xiàn)象。現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)一步查證，將兩組控制電源均投入時(shí)，主一保護(hù)出口退出，主二保護(hù)可以正常出口跳閘。

該220kV主變壓器保護(hù)投運(yùn)于2009年，其主變變高斷路器操作箱由南瑞繼保公司生產(chǎn)，其型號(hào)為CZX-12R1。

2 缺陷查找

由于當(dāng)?shù)谝宦?、第二路控制電源均投入，主一保護(hù)出口退出時(shí)，主二保護(hù)可以正常動(dòng)作于斷路器跳閘，這證明保護(hù)邏輯動(dòng)作正確，斷路器第二組跳閘回路中元件未損毀。單獨(dú)投入第二路控制電源時(shí)，保護(hù)動(dòng)作而斷路器未跳閘，很可能是跳閘回路中操作箱部分的問(wèn)題。該型號(hào)操作箱接線簡(jiǎn)圖如下：

通過(guò)上圖分析，我們可知斷路器壓力監(jiān)視回路電源可以通過(guò)11JJ電壓切換繼電器在第一路操作電源和第二路操作電源之間進(jìn)行切換：當(dāng)?shù)谝宦凡僮麟娫磶щ姇r(shí)，11JJ繼電器勵(lì)磁，所以常閉節(jié)點(diǎn)斷開(kāi)，常開(kāi)節(jié)點(diǎn)閉合，壓力監(jiān)視回路電源4D6、4D75端子通過(guò)11JJ的常開(kāi)節(jié)點(diǎn)向第一路操作電源取電;而當(dāng)?shù)谝宦凡僮麟娫串惓?，第二路操作電源正常時(shí)，11JJ失電不勵(lì)磁，常開(kāi)節(jié)點(diǎn)斷開(kāi)，常閉節(jié)點(diǎn)閉合，壓力監(jiān)視回路電源4D6、4D75端子通過(guò)11JJ的常閉節(jié)點(diǎn)向第二路操作電源取電。這樣保證任何一組操作電源正常的情況下，壓力監(jiān)視回路均可以正常運(yùn)行。

在現(xiàn)場(chǎng)用萬(wàn)用表實(shí)際測(cè)量知：當(dāng)兩組操作電源均投入時(shí)，操作回路及電壓切換回路電源均正常;將第一路操作電源斷開(kāi)，第二路操作電源投入時(shí)，測(cè)量第一路操作電源端子4D1、4D70不帶電，第二路操作電源端子4D4為正電、4D73為負(fù)電，兩路操作回路電源正常;測(cè)量電壓切換回路4D6、4D75均為正電，壓力監(jiān)視回路電源異常，說(shuō)明電壓切換回路出現(xiàn)問(wèn)題導(dǎo)致斷路器壓力監(jiān)視繼電器11YJJ無(wú)法勵(lì)磁，而11YJJ的常開(kāi)節(jié)點(diǎn)串入斷路器的跳閘回路中，當(dāng)壓力監(jiān)視繼電器不勵(lì)磁時(shí)，斷路器跳閘回路將不通，導(dǎo)致斷路器拒動(dòng)。

進(jìn)一步分析，由于第二路操作電源正常，故端子4D75應(yīng)為負(fù)電，但是經(jīng)過(guò)測(cè)量可知4D73為正電。4D75和4D73之間有一個(gè)常閉節(jié)點(diǎn)11JJ，此時(shí)第一路操作電源異常，第二路操作電源正常，此時(shí)該節(jié)點(diǎn)應(yīng)為閉合狀態(tài)，但是現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量該節(jié)點(diǎn)兩端有異常點(diǎn)位，節(jié)點(diǎn)為斷開(kāi)狀態(tài)。由于此時(shí)壓力監(jiān)視回路兩端電壓均為正電，故其中的11JJ繼電器無(wú)法勵(lì)磁，11JJ常閉節(jié)點(diǎn)閉合，常開(kāi)節(jié)點(diǎn)斷開(kāi)。進(jìn)一步驗(yàn)證，當(dāng)斷開(kāi)兩路操作回路電源，測(cè)量4D73、4D75之間通斷為不通狀態(tài)，其間的11JJ繼電器常閉節(jié)點(diǎn)異常不通。故可確定，11JJ繼電器常閉節(jié)點(diǎn)異常是造成本保護(hù)第二組操作電源獨(dú)立投入時(shí)，220kV變高斷路器無(wú)法正常出口的直接原因。

3 缺陷分析

該缺陷是由于操作箱回路中直流電壓切換繼電器11JJ常閉接點(diǎn)不通導(dǎo)致的。該繼電器缺陷可能由于操作箱運(yùn)行年限較長(zhǎng)、節(jié)點(diǎn)老化等原因引起。壓力監(jiān)視回路的電源可以通過(guò)電壓切換繼電器在第一組、第二組操作電源間進(jìn)行自動(dòng)切換，保證壓力監(jiān)視回路可靠的工作，但當(dāng)11JJ繼電器異常時(shí)，將引起壓力監(jiān)視回路的故障，進(jìn)而影響到斷路器的跳閘回路。在本缺陷案例中，如果第一路操作電源異常時(shí)，第二路跳閘回路也無(wú)法獨(dú)立工作。此時(shí)若出現(xiàn)故障，將引起斷路器拒動(dòng)。雖然直流電壓切換回路在正常情況下能夠保證壓力監(jiān)視回路更可靠的工作，但是由于直流電壓切換回路內(nèi)部繼電器的節(jié)點(diǎn)故障將導(dǎo)致的斷路器拒動(dòng)的安全隱患更是不容忽視的。權(quán)衡利弊，應(yīng)取消斷路器操作箱的直流電壓切換回路。

根據(jù)查找相關(guān)制度，早在《南方電網(wǎng)公司2007版反事故措施》中便提出，應(yīng)取消南瑞繼保CZX-12系列操作箱的兩路直流電源自動(dòng)切換回路。該系列型號(hào)的操作箱設(shè)計(jì)了壓力監(jiān)視回路電源在兩組操作電源間自動(dòng)切換的回路，但是由現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，該電壓切換繼電器隨著運(yùn)行年限增加，逐漸老化，故障率升高，由此可能會(huì)造成了斷路器拒動(dòng)的重大隱患。

4 整改方案

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的圖紙及接線情況，取消操作箱的直流電壓自動(dòng)切換回路。讓壓力監(jiān)視回路電源固定取自一段直流母線，在本操作箱內(nèi)部取消11JJ繼電器用于直流電源自動(dòng)切換的常開(kāi)、常閉輔助接點(diǎn)，在端子排上將4D6與4D1短接，將4D75與4D70短接，保證跳閘回路不受操作箱壓力切換繼電器的影響。整改回路圖如下所示：

5 缺陷啟示

1、2007年網(wǎng)公司已經(jīng)明確了該型號(hào)操作箱的反事故措施要求，但是在之前的保護(hù)定檢和保護(hù)傳動(dòng)試驗(yàn)中卻未發(fā)現(xiàn)這一缺陷。經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)繼保人員分析：1、缺陷發(fā)生于上次定檢至本次定檢周期之間，故上次定檢未發(fā)現(xiàn)此缺陷。2、作業(yè)人員未對(duì)兩組操作電源分開(kāi)獨(dú)立傳動(dòng)，所以未發(fā)現(xiàn)該缺陷。由于該保護(hù)裝置在第一路第二路操作電源均投入的時(shí)候，可以正常的出口跳閘。如不進(jìn)行兩組電源獨(dú)立傳動(dòng)，將無(wú)法發(fā)現(xiàn)此缺陷。如是原因2導(dǎo)致缺陷在定檢中未被及時(shí)發(fā)現(xiàn)，暴露了部分設(shè)備維護(hù)人員作業(yè)流程不規(guī)范，未完全按照作業(yè)表單及保護(hù)定檢項(xiàng)目的要求，缺項(xiàng)漏項(xiàng)進(jìn)行保護(hù)定檢。這啟示我們今后要對(duì)設(shè)備維護(hù)人員開(kāi)展相關(guān)培訓(xùn)，充分宣貫兩組操作電源獨(dú)立性的重要作用。充分發(fā)揮作業(yè)人員的責(zé)任意識(shí)，明確保護(hù)定檢周期責(zé)任制，即在一個(gè)定檢周期內(nèi)，定檢人員對(duì)于保護(hù)動(dòng)作的可靠性負(fù)一定責(zé)任?，F(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行作業(yè)指導(dǎo)書，不可缺項(xiàng)漏項(xiàng)進(jìn)行保護(hù)定檢試驗(yàn)。

2、反事故措施排查及落實(shí)不到位。

網(wǎng)公司已在2007發(fā)布該項(xiàng)反事故措施，但是個(gè)別同類型操作箱卻未進(jìn)行相關(guān)整改。這說(shuō)明：1、設(shè)備維護(hù)單位對(duì)于本轄區(qū)設(shè)備摸底不夠徹底，導(dǎo)致該保護(hù)裝置未結(jié)合停電進(jìn)行整改。2、設(shè)備維護(hù)單位對(duì)反措的要求理解不夠深入，整改計(jì)劃未落實(shí)到位。這啟示設(shè)備維護(hù)單位要足夠重視各項(xiàng)反事故措施的具體要求，明確須整改的設(shè)備范圍，制定反事故措施計(jì)劃，并結(jié)合停電落實(shí)到位，加強(qiáng)反措的管理，達(dá)到反事故措施的閉環(huán)管理要求。

參考文獻(xiàn) References

[1] 國(guó)家電力調(diào)度通信中心. 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)實(shí)用技術(shù)問(wèn)答（第二版）.北京：中國(guó)電力出版社， 2000.

[2] 畢勝春.電力系統(tǒng)遠(yuǎn)動(dòng)及調(diào)度自動(dòng)化.北京：中國(guó)電力出版社，2010

[3] 王明俊，余爾堅(jiān).配電系統(tǒng)自動(dòng)化及其發(fā)展.北京：中國(guó)電力出版社，2008

作者簡(jiǎn)介：

于勝洋，女，1989年，吉林長(zhǎng)春人，學(xué)士學(xué)位，工程師，主要從事電力系統(tǒng)繼電保護(hù)專業(yè)相關(guān)工作。