500kV斷路器防拒動(dòng)隱患排查分析

霍建偉 石延軍

摘要：斷路器是供電系統(tǒng)中的重要組成設(shè)備，在供電系統(tǒng)中起到保護(hù)、隔離作用，斷路器拒動(dòng)是供電系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)的嚴(yán)重故障類型。特別是高壓供電系統(tǒng)斷路器拒動(dòng)會(huì)給供電系統(tǒng)穩(wěn)定性造成嚴(yán)重威脅，當(dāng)斷路器拒合時(shí)會(huì)會(huì)增加停電時(shí)間;斷路器拒分時(shí)會(huì)使得供電系統(tǒng)原有故障影響擴(kuò)大，甚至引起供電系統(tǒng)越級(jí)跳閘，嚴(yán)重時(shí)造成大面積停電事故。文中就分析高壓斷路器拒動(dòng)原因，并提出改進(jìn)措施，以期為后續(xù)高壓供系統(tǒng)高效運(yùn)行提供一些借鑒。

關(guān)鍵詞：斷路器;防拒動(dòng);機(jī)械特性;動(dòng)作電壓

引言

為了確保斷路器的正確動(dòng)作，控制江蘇省內(nèi)的電網(wǎng)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)，需要開展斷路器的防拒動(dòng)專項(xiàng)隱患排查治理工作，主要工作為：對(duì)三年基準(zhǔn)周期內(nèi)未檢修的500kV及以上斷路器針對(duì)性開展停電帶保護(hù)傳動(dòng)，本體、操作回路、操作機(jī)構(gòu)檢查維護(hù)等項(xiàng)目。

1檢修周期內(nèi)斷路器運(yùn)行狀態(tài)變化統(tǒng)計(jì)

通過該次防拒動(dòng)檢查，基本摸清了省內(nèi)三年基準(zhǔn)周期未檢修斷路器運(yùn)行狀態(tài)發(fā)生變化的概率。182臺(tái)斷路器中，測(cè)試不合格臺(tái)數(shù)合計(jì)7臺(tái)，分別為動(dòng)作電壓不合格4臺(tái)，機(jī)械特性不合格3臺(tái);機(jī)械特性參數(shù)在標(biāo)準(zhǔn)上限浮動(dòng)而建議檢修的7臺(tái)。省內(nèi)三年基準(zhǔn)周期內(nèi)未檢修斷路器測(cè)試不合格總概率3.85%。為實(shí)現(xiàn)在役斷路器測(cè)試不合格率為“零”，需設(shè)立“經(jīng)濟(jì)”而又“必要”的檢修時(shí)限，及時(shí)對(duì)在役斷路器開展專項(xiàng)測(cè)試、調(diào)試，掌控?cái)嗦菲鬟\(yùn)行狀態(tài)，從而使不合格率趨于“零”。由于缺少在役斷路器檢修記錄，此年限尚待精確計(jì)算。

2拒動(dòng)故障的判斷

2.1檢查電氣控制回路

一般在線路控制回路上設(shè)有亮燈指示，是對(duì)線路監(jiān)測(cè)結(jié)果的展示。線路監(jiān)測(cè)的目的是判斷各個(gè)回路的工作情況，用紅燈和綠燈來(lái)表示。線路監(jiān)測(cè)和各分閘、合閘的開關(guān)無(wú)關(guān)，但影響到電壓穩(wěn)定。因此，工作人員在檢查電氣控制回路時(shí)，要格外重視以下幾個(gè)方面：①在檢查電氣控制回路前，先確?？刂齐娫吹陌踩苊獬霈F(xiàn)意外事故;②對(duì)控制線路上的熔斷器進(jìn)行調(diào)試，看其在異常狀況下是否能迅速熔斷;③接觸器的觸點(diǎn)因?yàn)槌ｉ_、常合，也容易失靈，因此，可以電表檢查觸點(diǎn)內(nèi)部線圈是否完好;④鐵芯是否正?？梢酝ㄟ^操作控制開關(guān)實(shí)現(xiàn)，把控制開關(guān)開到合閘狀態(tài)，觀察鐵芯工作情況，若正常工作就可以證明電氣回路沒有故障。

進(jìn)行故障電流的解析，按最頻繁發(fā)生故障時(shí)能斷開電流的瞬間來(lái)決定電氣回路所需的靈敏度。當(dāng)鄰接回路配線中發(fā)生不對(duì)稱短路時(shí)，試驗(yàn)了回路的保護(hù)選擇性。根據(jù)使用選擇特性和正、負(fù)連續(xù)電流的比較，提議作為保證選擇性的一種方法。如果電氣回路因相簡(jiǎn)短路、過負(fù)荷平衡操作和故障（二相操作和卷錢簡(jiǎn)短路等）等原因，對(duì)電氣投備和回路網(wǎng)可起保護(hù)作用。

2.2根據(jù)回路指示燈判斷

①合閘前，指示燈兩色均不亮說明該條回路有中斷的地方，或者電源出現(xiàn)問題?？梢韵葯z查電源是否正常工作，然后，對(duì)回路上的設(shè)備進(jìn)行測(cè)試，看是否有問題?；芈返膯栴}可能是斷線，也有可能是終端電源故障。②如果合閘后紅燈滅、綠燈亮，說明線路未閉合。其中，可能是合閘接觸器沒有動(dòng)作或者合閘線圈出現(xiàn)故障。③設(shè)備電氣控制線路兩線圈串聯(lián)形成寄生回路的問題，比較容易發(fā)現(xiàn)。但是，如果在設(shè)計(jì)時(shí)考慮不周，有時(shí)還會(huì)出現(xiàn)三線圈串聯(lián)形成寄生回路的情況。即一個(gè)控制線路中的3個(gè)線圈，盡管它們各自的控制回路已經(jīng)斷開，但是卻能通過另外的通路串接起來(lái)后接通控制電源，形成寄生回路。特別是在工作方式較多、電氣元件較多、控制線路較復(fù)雜的情況下，更容易形成這樣的三線圈小聯(lián)寄生回路。

3斷路器拒動(dòng)原因分析

3.1斷路器機(jī)構(gòu)動(dòng)作分析

通過對(duì)斷路器比說明書及現(xiàn)場(chǎng)斷路器運(yùn)行情況，發(fā)現(xiàn)雖然斷路器內(nèi)長(zhǎng)方形曲柄程有轉(zhuǎn)動(dòng)，合閘彈簧處于能量釋放狀態(tài)，但是受合閘彈簧未伸展到位、分閘操作桿處于被鎖住狀態(tài)，斷路器仍處于合閘狀態(tài)，從而導(dǎo)致斷路器無(wú)法完全分閘?，F(xiàn)場(chǎng)采用短接行程儲(chǔ)能開關(guān)給分合閘彈簧儲(chǔ)能后時(shí)將長(zhǎng)方形曲柄按照逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)到位后，即從機(jī)械上確保斷路器可順利分閘。

斷路器機(jī)械閉鎖后，當(dāng)向斷路器發(fā)出分閘指令時(shí)斷路器仍無(wú)法實(shí)現(xiàn)分閘，同時(shí)無(wú)法接收到控制回路中信號(hào)，分閘線圈中串聯(lián)的電阻出現(xiàn)燒損。斷路器內(nèi)部的分合閘彈簧能量未能充分釋放、彈簧行程不到位，導(dǎo)致斷路器中SQ3/B仍處于閉合狀態(tài)。

3.2斷路器無(wú)法執(zhí)行分合閘動(dòng)作

分析斷路器拒動(dòng)的另外成因?yàn)闄C(jī)械性能劣化，可形成在合閘指令已經(jīng)傳遞到分合閘線圈時(shí)，機(jī)械部件不能實(shí)施分合閘動(dòng)作。機(jī)械性能劣化引起的拒動(dòng)故障可歸納為兩類：一類成因于電磁鐵、脫扣板等脫扣有關(guān)機(jī)構(gòu)的卡澀;另一類成因是雖然脫扣機(jī)構(gòu)正常執(zhí)行動(dòng)作，但卻不能將能量傳遞到動(dòng)觸頭上，該類型的問題應(yīng)歸為傳動(dòng)機(jī)構(gòu)故障。如出現(xiàn)絕緣拉桿斷裂問題，則斷路器不能把儲(chǔ)能機(jī)構(gòu)中的能量傳遞到動(dòng)觸頭，所以輔助開關(guān)也不能工作。如有傳動(dòng)機(jī)構(gòu)卡澀的問題，則斷路器的觸頭啟動(dòng)時(shí)間將變慢，大多數(shù)情況下斷路器動(dòng)觸頭動(dòng)作后輔助觸點(diǎn)開始工作，由此在傳動(dòng)機(jī)構(gòu)引發(fā)了輔助開關(guān)切換的時(shí)間一并變慢。

3.3斷路器無(wú)法響應(yīng)分合閘指令

是指線路兩端均有電壓但無(wú)電流通過，故障成因主要為端子脫落、航插插針變形或插入不夠、線路斷線等問題，這些情況的形成主因是控制回路中有斷點(diǎn)，回路不能導(dǎo)通，形成推動(dòng)故障。這類故障可歸納成人為因素和電氣性能因素。如端子脫落、航插插針變形、航插插入不夠等均可歸為人為因素導(dǎo)致的線路斷路問題，針對(duì)這種情況，要加大人員培訓(xùn)力度、調(diào)整作業(yè)流程，可以有效避免此類情況發(fā)生;如線圈燒毀、端子氧化等均可歸為電氣性能因素，針對(duì)該情況，未出現(xiàn)問題時(shí)不易發(fā)現(xiàn)，可采用穩(wěn)態(tài)電流變化對(duì)斷路器實(shí)施檢測(cè)。

4改進(jìn)措施

4.1信號(hào)回路改進(jìn)

斷路器中行程開關(guān)SQ3用以監(jiān)測(cè)分合閘儲(chǔ)能彈簧，具體是斷路器中A、B、C三相行程開關(guān)SQ3常閉點(diǎn)均采用一個(gè)中間繼電器監(jiān)測(cè)彈簧儲(chǔ)能情況，采用該種連接方式無(wú)法區(qū)確定斷路器中A、B、C三相分合閘儲(chǔ)能彈簧故障。為了解決上述問題，在保持?jǐn)嗦菲髟蟹趾洗鎯?chǔ)彈簧信號(hào)回路不變情況下，通過將斷路器中A、B、C三相SQ3常開點(diǎn)與測(cè)控箱連接，并在后臺(tái)分別對(duì)A、B、C三相SQ3常開點(diǎn)定義為“A相儲(chǔ)能彈簧未儲(chǔ)能”“B相儲(chǔ)能彈簧未儲(chǔ)能”“C相儲(chǔ)能彈簧未儲(chǔ)能”。通過對(duì)信號(hào)回路進(jìn)行改進(jìn)，可監(jiān)視斷路器中每相儲(chǔ)能彈簧儲(chǔ)能情況，從而便于值班人員或巡檢人員精準(zhǔn)發(fā)現(xiàn)未儲(chǔ)能彈簧。

4.2安裝加熱器

針對(duì)斷路器輸出軸上支撐軸承出現(xiàn)卡澀、銹蝕等問題，提出采用加熱器改善軸承所處環(huán)境。具體是在分合閘彈簧機(jī)箱下部左下角位置安裝加熱器，安裝完加熱器后斷路器軸承機(jī)箱內(nèi)濕度大問題會(huì)得到有效改善，從而避免軸承銹蝕。

結(jié)語(yǔ)

線路拒動(dòng)故障是電力傳送中值得重視的問題，因其會(huì)直接影響到用電單位的正常作業(yè)，引起嚴(yán)重事故也是有可能的。我們必須意識(shí)到，拒動(dòng)事故是必然存在的，只能減少其發(fā)生，并保證在拒動(dòng)故障發(fā)生時(shí)，對(duì)線路的影響降到最低。另外，還要考慮通過高頻保護(hù)，使線路在高壓、高流情況下的穩(wěn)健傳輸。

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