220kV 變電站斷路器的故障原因研究

高鵬

摘 要：輸電線路是否能夠安全運(yùn)行會直接影響到電力系統(tǒng)的運(yùn)行是否穩(wěn)定。斷路器在輸電線路中起到開關(guān)高壓的作用，可以安全的切斷線路中的過電流和過電壓，能夠有效的保護(hù)輸電線路中的設(shè)備及變電站的安全。但是由于斷路器的耐受電壓有其上限，一旦斷路器遭到雷擊的過電壓沖擊，就會導(dǎo)致其斷裂。通過對輸電線路短路器的故障原因的分析和相關(guān)計(jì)算機(jī)輔助軟件對斷路器進(jìn)行模型暫態(tài)分析，可以全面的認(rèn)識到雷擊對斷路器的破壞作用，并在此前提下對斷路器的防雷設(shè)計(jì)做出改進(jìn)，確保輸電線路的安全穩(wěn)定的運(yùn)行。本文通過實(shí)際案例對斷路器出現(xiàn)故障的原因進(jìn)行了充分的探討和分析，并針對性的提出了解決問題的對策，期望能有效的避免出現(xiàn)斷路器故障的現(xiàn)象，確保變電站穩(wěn)定運(yùn)營。

關(guān)鍵詞：220kV 變電站;斷路器;故障原因;處理措施

1斷路器故障產(chǎn)生原因

1.1???? 電路接線錯誤

線路接線錯誤主要是指工作現(xiàn)場的實(shí)際接線不符合設(shè)計(jì)，一旦發(fā)生， 會對電力系統(tǒng)產(chǎn)生非常嚴(yán)重的影響。但是，除非及時(shí)發(fā)現(xiàn)并糾正此問題， 否則系統(tǒng)無法恢復(fù)正常運(yùn)行。在日常工作中，我們會遇到這樣的情況：施工人員不按圖紙接線，導(dǎo)致實(shí)際接線與設(shè)計(jì)圖紙不符;短路松動或誤接，導(dǎo)致電路不能正確導(dǎo)出等，最終會導(dǎo)致故障保護(hù)無動作或誤操作。以上情況在操作規(guī)程中是不允許的，所以收集不同故障保護(hù)誤動作的問題，分析每種錯誤的原因，可以最大限度地保證故障電路的順利運(yùn)行。

1.2???? 設(shè)備設(shè)置錯誤

裝置整定錯誤也是造成斷路器失靈保護(hù)誤動的重要因素，尤其是裝置整定值是否正確。定值通知單由定值計(jì)算人員根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況進(jìn)行計(jì)算，必須符合現(xiàn)場實(shí)際情況?，F(xiàn)場數(shù)據(jù)的收集和整理是整定計(jì)算的基礎(chǔ)。一般情況下，定值申請人負(fù)責(zé)提交參數(shù)數(shù)據(jù)。如果提交不嚴(yán)謹(jǐn)，設(shè)備銘牌、軟件版本號、設(shè)備檢驗(yàn)代碼等數(shù)據(jù)采集不正確，計(jì)算值會有偏差。另外，整定值的執(zhí)行也很重要。整定值執(zhí)行人整定時(shí)，如果不了解和注意保護(hù)裝置整定清單，可能導(dǎo)致現(xiàn)場實(shí)際執(zhí)行的整定值與通知單中的整定值清單不一致，可能發(fā)生整定錯誤。設(shè)備本身也有缺陷。從故障保護(hù)電路的結(jié)構(gòu)來看，一般的故障保護(hù)啟動電路由斷路器的跳閘觸點(diǎn)和相電流判斷元件串聯(lián)而成。一旦啟動回路中的電流繼電器反復(fù)斷開電弧，造成觸頭粘連或機(jī)構(gòu)卡死，繼電器動作后不能返回，將導(dǎo)致故障保護(hù)誤啟動。

1.3???? 安全措施不足

據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，事故碰撞是220kV 斷路器誤動保護(hù)和電網(wǎng)穩(wěn)定性破壞的重要原因。誤觸包括誤接故障啟動或解除故障復(fù)合電壓閉鎖電路，誤將交流試驗(yàn)電源接入運(yùn)行保護(hù)裝置。操作前，如果保護(hù)裝置沒有抽出并密封到運(yùn)行設(shè)備的出口壓板和相應(yīng)跳閘回路的負(fù)端，在工作中容易造成意外碰撞。因此，必須在作業(yè)前采取必要的安全措施，消除安全隱患。在設(shè)備檢修過程中，工作人員不得及時(shí)退出故障保護(hù)板，解開故障回路。特別是在檢修和技改過程中，需要打開保護(hù)屏工作。有時(shí)，當(dāng)線路被切斷或屏幕內(nèi)的保護(hù)完全退出時(shí)，工作人員會感到松懈和癱瘓。在此期間，如果工作人員在安全措施不足的情況下，由于意外觸碰的原因，錯誤地啟動故障電路，將導(dǎo)致斷路器失靈和誤操作的問題。

2斷路器故障的預(yù)測與檢修

2.1???? 斷路器故障的預(yù)測

斷路器是變壓一次設(shè)備的電能控制與保護(hù)的裝置，在一定的程度上提高了變電站進(jìn)行的安全性。斷路器出現(xiàn)故障的原因主要是控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障、系統(tǒng)老化，在經(jīng)過長期的工作中，斷路器中的裝置性能降低、功能老化，導(dǎo)致斷路器出現(xiàn)故障?？刂葡到y(tǒng)故障主要是斷路器電子元器件和回路發(fā)生故障，導(dǎo)致斷路器控制失靈。行動系統(tǒng)故障，斷路器中操作和傳動是核心的功能，由于受到內(nèi)部和外部因素的影響，斷路器的行動系統(tǒng)操作和傳動會出現(xiàn)失誤和問題，使得斷路器出現(xiàn)故障，影響功能發(fā)揮。

2.2???? 安裝復(fù)合電壓閉鎖裝置

系統(tǒng)實(shí)際故障時(shí)，母線電壓必然下降，這時(shí)開放失靈，而誤碰導(dǎo)致的失靈保護(hù)誤動作，系統(tǒng)一次電壓沒有變化，這時(shí)的失靈保護(hù)不應(yīng)開放。因此可以利用這一特性在失靈回路中裝設(shè)復(fù)合電壓閉鎖裝置，降低失靈保護(hù)誤動作的機(jī)率，是非常簡單卻必要的措施。復(fù)合電壓閉鎖裝置應(yīng)安裝在失靈保護(hù)屏中比較可靠，假若裝設(shè)在各個保護(hù)屏中，雖然接點(diǎn)串聯(lián)在啟動回路中，但若人為地誤碰024或025回路，即可能引起失靈誤動。復(fù)合電壓閉鎖裝置的電壓由低電壓閉鎖部分與負(fù)序電壓閉鎖部分組成，均可以通過定值單設(shè)置大小。復(fù)合電壓閉鎖裝置必須足夠靈敏，即使故障發(fā)生在線路末端也要求能正確動作。但如果發(fā)生匝間短路或變壓器內(nèi)部故障，由于這類型的故障不會引起母線電壓的波動，因此這些保護(hù)的失靈回路就不能采用復(fù)合電壓閉鎖了。為了區(qū)分對待，可以將不能經(jīng)復(fù)合電壓閉鎖的保護(hù)回路接在一起，再接到失靈保護(hù)屏上不經(jīng)閉鎖的回路中。

2.3???? 減少人為因素產(chǎn)生的失靈誤動

首先在作業(yè)前做好防止誤碰運(yùn)行設(shè)備的安全措施。對涉及到運(yùn)行設(shè)備的電流回路進(jìn)行隔離，對切換前的交流電壓、直流電源以及聯(lián)跳運(yùn)行斷路器的出口壓板、端子排用絕緣膠布封好。嚴(yán)格執(zhí)行二次安全措施單并按照作業(yè)指導(dǎo)書上的要求進(jìn)行，杜絕違規(guī)現(xiàn)象。另外要減少在定值方面的錯誤?，F(xiàn)階段斷路器失靈保護(hù)設(shè)備生產(chǎn)廠家數(shù)量多，品種雜，即使對于同一種保護(hù)，不同的廠家有不同的名稱，其定義也不盡相同。在同一廠家不同軟件版本的裝置定值項(xiàng)中，整定范圍也可能存在差異。所以下發(fā)的通知定值單必須密切結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際。同一廠家同一型號的保護(hù)裝置定值單的格式宜統(tǒng)一，保護(hù)配置一致的裝置，控制字等設(shè)置也宜一致，這樣能減少錯誤的機(jī)率并方便現(xiàn)場執(zhí)行?，F(xiàn)場執(zhí)行人員必須熟悉定值的執(zhí)行流程，如果遇到問題必須及時(shí)與定值計(jì)算部門溝通，并在保護(hù)投入前與運(yùn)行人員核對無誤，確保定值的正確執(zhí)行。

2.4???? 斷路器的檢修方法

對斷路器進(jìn)行定期的檢測，了解斷路器故障部位，通過額定電壓30%-65%之間的最低額定電壓對斷路器的電磁鐵功能是否存在問題進(jìn)行判斷。對斷路器的主回路導(dǎo)電電阻進(jìn)行重點(diǎn)檢測，從而了解斷路器觸頭的磨損情況以及接觸情況。檢測變電系統(tǒng)斷路器滅弧室的真空度，從而判斷變電系統(tǒng)斷路器的功能存不存在問題。對斷路器進(jìn)行局部放電，了解器材的性能，明確元器件的接觸以及存在的問題。

3結(jié)語

綜上所述，斷路器故障是無法徹底規(guī)避的，因此需采取措施將其故障風(fēng)險(xiǎn)和影響降至最低。針對220kv 斷路器拒分故障問題，需研究其故障成因，提高處理措施的針對性和實(shí)用性，結(jié)合技術(shù)優(yōu)化與創(chuàng)新，完善斷路器故障應(yīng)對體系，切實(shí)提高斷路器的性能可靠性和使用壽命，從而保障電氣設(shè)備更好的運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)：

[1] 陳亮.電力系統(tǒng)高壓真空斷路器分合閘線圈的燒毀原因及預(yù)防策略研究[J].電子制作，2019（14）：95-96.

[2] 黃輝敏，夏小飛，蘆宇峰，王飛風(fēng)，蘇毅.220kV 斷路器機(jī)構(gòu)合后即分故障原因分析[J].廣西電力，2019，42（01）：23-25+31.