一起110 kV線路斷路器延時(shí)分閘故障分析

0 引言

高壓斷路器是切斷或閉合高壓回路的電氣設(shè)備，在電網(wǎng)中具有保護(hù)與控制的雙重作用，作為電力系統(tǒng)中重要的設(shè)備之一[1]，斷路器能否正確動(dòng)作，不僅與其分合閘時(shí)間有關(guān)，且與其分合閘線圈兩端電壓大小和輸出時(shí)長(zhǎng)密切相關(guān)。目前，國(guó)內(nèi)電力系統(tǒng)并未將測(cè)試斷路器合分閘線圈兩端電壓這項(xiàng)內(nèi)容作為周期性檢測(cè)項(xiàng)目，筆者針對(duì)一起 線路斷路器后加速延時(shí)分閘故障，根據(jù)保護(hù)動(dòng)作、現(xiàn)場(chǎng)檢查和試驗(yàn)情況，提出了利用便攜式錄波裝置測(cè)試機(jī)構(gòu)分閘線圈兩端電壓的方法，判斷斷路器延遲分閘是一次機(jī)構(gòu)還是二次保護(hù)的原因，提出了針對(duì)性的防范措施，以保證電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行[2-3]。

1 事故過程

2023-12-24T14：35，一輛風(fēng)機(jī)運(yùn)送車由于風(fēng)機(jī)葉片過高觸碰電力線路， 110kV DM線A相接地，線路保護(hù)動(dòng)作、重合，經(jīng)后加速跳閘。錄波分析發(fā)現(xiàn)，后加速動(dòng)作至開關(guān)跳開時(shí)長(zhǎng) ，不符合定值整定時(shí)長(zhǎng)。故障后相關(guān)保護(hù)動(dòng)作情況如表1所示。

2 現(xiàn)場(chǎng)檢查和試驗(yàn)方法

2.1 現(xiàn)場(chǎng)檢查

設(shè)備基本情況： 110kV 線路斷路器智能終端為長(zhǎng)園深瑞PRS-7389；保護(hù)為長(zhǎng)園深瑞PRS-723-D；開關(guān)為上海西電 斷路器，出廠時(shí)間為2012年；額定短路開斷電流 40kA ，額定分閘時(shí)間小于 ，額定合閘時(shí)間小于 ?，F(xiàn)場(chǎng)檢查保護(hù)報(bào)文及故障錄波器報(bào)文情況，如表1、圖1所示。

注：測(cè)距0012.8表示故障點(diǎn)在 處，此時(shí)的母線電壓A相 為0V，零序電流 為0A。

從故障錄波器報(bào)文來看， 開關(guān)分閘線圈勵(lì)磁， TWJ動(dòng)作， 2075ms 合閘線圈勵(lì)磁， HWJ動(dòng)作， 分閘線圈勵(lì)磁， TWJ動(dòng)作?？芍蠹铀匐A段，分閘線圈勵(lì)磁時(shí)間符合整定時(shí)長(zhǎng)，但TWJ動(dòng)作時(shí)間慢了近 。由此可見，保護(hù)裝置沒有問題。

2.1.1 保護(hù)報(bào)文和故障錄波報(bào)文動(dòng)作情況分析

1）以出現(xiàn)A相短路電流的時(shí)間作為 ，此時(shí)是短路接地的時(shí)刻，短路電流有效值約2A，觸發(fā)零序過流保護(hù)I（定值 ， （保護(hù)顯示316ms）零序Ⅱ段保護(hù)動(dòng)作， 時(shí)A相電流消失，推得斷路器動(dòng)作時(shí)長(zhǎng)約 ，一切正常。

2）重合閘（時(shí)間定值2s）在 （保護(hù)顯示

2390ms） 動(dòng)作，此時(shí)距保護(hù)動(dòng)作過了 2075ms，2456ms 時(shí)A相電流又出現(xiàn)，有效值2A，推得斷路器動(dòng)作時(shí)長(zhǎng)約 ，一切正常。

零序過流加速動(dòng)作，此時(shí)距故障電流再次出現(xiàn) ，但開關(guān)并未迅速跳開；2774ms時(shí)零序過流ⅡI段動(dòng)作（時(shí)間定值 ，此時(shí)距故障電流再次出現(xiàn) 0

4）2913ms時(shí)A相電流突增到7A，此時(shí)事故現(xiàn)場(chǎng)汽車爆胎，接地電阻大幅減?。? 距離I段保護(hù)動(dòng)作（時(shí)間定值0s），此時(shí)距故障電流增大 . 時(shí)距離ⅡI段加速動(dòng)作（時(shí)間定值 ，此時(shí)距故障電流增大 時(shí)距離ⅡI段動(dòng)作（時(shí)間定值 ，此時(shí)距故障電流增大 時(shí)零序過流保護(hù)III、IV段動(dòng)作（時(shí)間定值 ，此時(shí)距故障電流再次出現(xiàn)908ms；3960ms時(shí)零序過流保護(hù)I段動(dòng)作（時(shí)間定值 ，此時(shí)距故障電流增大 。

54353ms時(shí)TWJ置1，開關(guān)跳開，此時(shí)距零序過流加速動(dòng)作過去1 ，開關(guān)動(dòng)作有異常延時(shí)。

2.1.2 智能終端報(bào)文動(dòng)作情況分析

由智能終端報(bào)文（圖2）可知， 智能終端發(fā)出了GOOSE跳閘1命令，且在 后收到了控制回路斷線的報(bào)文，說明斷路器常閉輔助接點(diǎn)正常斷開，智能終端正常。但智能終端直到 才收到開入10（斷路器跳位）信號(hào)，于是將故障范圍確定在開關(guān)機(jī)構(gòu)內(nèi)。

2.2 試驗(yàn)方法

通過對(duì)斷路器的動(dòng)作原理分析得知，當(dāng)分閘電磁鐵的動(dòng)作電壓大小或動(dòng)作電壓輸出時(shí)長(zhǎng)不滿足要求時(shí)，會(huì)使斷路器延時(shí)分閘或拒分。為分析分閘電磁鐵的動(dòng)作電壓大小和時(shí)長(zhǎng)是否滿足要求，進(jìn)行了如下試驗(yàn)：

1）控制回路絕緣電阻測(cè)試。切斷斷路器的直流操作電源，用500V絕緣電阻表測(cè)量，絕緣電阻無明顯下降。

2）測(cè)試分閘線圈兩端電壓情況。通過將機(jī)構(gòu)內(nèi)分閘線圈Y2兩端A1和A2節(jié)點(diǎn)采回至便攜式錄波裝置（WY9B），查看防跳試驗(yàn)時(shí)線圈兩端電壓波形。

起始狀態(tài)：開關(guān)在分位，分閘線圈Y2兩端電壓均為-110V，此時(shí)錄波器內(nèi)顯示電壓差為 o

防跳試驗(yàn)時(shí)：開關(guān)合上后，跳閘回路導(dǎo)通， 后，分閘線圈Y2兩端電壓差升至 o

此電壓一直持續(xù)到1696ms時(shí)，此時(shí)開關(guān)跳開（跳閘回路斷開），隨后電壓降為 。與站內(nèi)錄波器開關(guān)位置波形一致，如圖3、圖4所示。通過便攜式錄波裝置波形可以判斷出開關(guān)機(jī)構(gòu)內(nèi)分閘線圈在開關(guān)合上的瞬間 ，兩端電壓差達(dá)到 ，分閘線圈兩端動(dòng)作電壓滿足要求。

3 DM線跳閘原因分析

通過調(diào)取現(xiàn)場(chǎng)錄波和后臺(tái)信息可知，保護(hù)動(dòng)作及智能終端動(dòng)作錄波正常?，F(xiàn)場(chǎng)調(diào)閱智能終端報(bào)文，發(fā)生故障后，智能終端發(fā)出GOOSE跳閘命令之后 ，出現(xiàn)DM線“控制回路斷線”告警信號(hào)，HWJ已經(jīng)返回，由此可以判斷當(dāng)時(shí)智能終端跳閘回路的出口電壓已經(jīng)送出。

結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)檢查和例行試驗(yàn)，MZ變 110kV DM線故障后加速分閘延時(shí)，應(yīng)與斷路器液壓機(jī)構(gòu)操作性能有關(guān)。

4 結(jié)論及建議

針對(duì) MZ變 110kV DM線路斷路器后加速分閘延時(shí)故障，試驗(yàn)人員根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)故障錄波報(bào)文、智能終端報(bào)文、保護(hù)動(dòng)作信息及試驗(yàn)分析，可判定該起故障的發(fā)生主要是因?yàn)閿嗦菲饕簤簷C(jī)構(gòu)內(nèi)部存在缺陷，造成斷路器分閘延時(shí)。針對(duì)此類故障，結(jié)合上述分析提出以下建議：

1）對(duì)該型號(hào)的斷路器進(jìn)行全面排查，加強(qiáng)監(jiān)視與維護(hù)。2）收集整理原始試驗(yàn)數(shù)據(jù)及歷史試驗(yàn)數(shù)據(jù)，做好橫向分析、縱向?qū)Ρ?，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題[4]。

[參考文獻(xiàn)]

[1]翁新林，秦文紅，張小平，等.一起220kVSF斷路器延遲分閘故障分析[J].高壓電器，2017，53（10）：246-251.

[2]羅云照，黃志雄.斷路器分合閘裝置故障導(dǎo)致的跳閘分析及處理[J].貴州電力技術(shù)，2011，14（10）：41-44.

[3」黃瑋，胡宏宇，陳開群，等.500kV變電站220kV線路斷路器延時(shí)分閘故障分析[J].水電能源科學(xué)，2012，30（9）：145-147.

[4]郭躍東，郭麗華，張濤，等.斷路器延時(shí)分閘的原因及預(yù)防措施[J].電世界，2016，57（8）：28.