断路器控制回路断线故障的快速处理策略
作者:武汉国电西高电气有限公司时间:2012-11-08 我要发布
摘要 : 本文在分析常见断路器控制回路的基础上,结合我局最近 40 多起控回断线故障的处理经验,提出一套快速处理策略,实践证明该策略对现场检修而言是行之有效的。
引言
在变电站内,断路器控制回路的完整是保证断路器可靠执行跳 、 合闸操作命令的必要条件:若断路器跳闸回路存在缺陷 , 则当系统有故障时断路器不能跳闸而扩大事故,从而导致大面积停电;若断路器合闸回路存在缺陷,则断路器事故跳闸后不能自动重合,从而影响供电可靠性 【 1 】 。
本文在分析我局最近 40 起断路器控制回路断线(以下简称控回断线)故障的基础上,抓住断路器控制回路的主干,提出一套对现场检修行之有效的快速处理策略,从而提高检修效率,避免在处理时间紧迫的情况下陷入被动。
1 断路器的控制回路
1.1 控制回路简图
分析控回断线故障首先应对断路器控制回路的主干有一定的了解,图 1 即为常见电磁操动型机构断路器控制回路简图,为方便起见,图中省略其重合闸回路、跳闸出口回路、防跳回路等。对电磁操动机构的合闸线圈而言,由于合闸电流可达几十安到数百安,不能直接利用控制开关的触头接通,而必须采用合闸接触器灭弧装置的触点 【 2 】 ,如图中 HC 。图 2 为常见弹簧操动型机构断路器控制回路简图,与前者相仿该图中同样省略了上述回路,区别较大的是其合闸回路中串入了弹簧储能常开接点,只有在弹簧拉紧该接点闭合后才允许合闸。
1.2 常见监视方法
在继电保护和安全自动装置技术规程 (GB14285-93) 中明确要求,各断路器的跳闸回路、重要设备和线路的合闸回路、以及装有自动合网装置的断路器合闸回路,应装设监视回路完整性的监视装置。常见的监视方法有如下四种:采用简单直观的红绿灯回路直接监视;采用跳(合)闸位置继电器常闭接点串联启动中央信号的间接监视;断路器操作箱内配合有在合闸状态下的跳闸回路完整性监视信号灯;串接高内阻继电器于跳闸回路 【 3 】 。
以红绿灯回路直接监视方法为例(如图一),当断路器跳闸后,控制开关 KK 跳闸后接点( 10 , 11 )接通,绿灯亮,表明断路器正处于跳闸位置,同时表明操作电源和合闸回路完整;当断路器合闸后,控制开关合闸后接点( 13 , 16 )接通,红灯亮,表明断路器正处于合闸位置,同时表明操作电源和跳闸回路完整。
2 控制回路断线故障
2.1 故障分类
由前文两回路简图可知引起该类故障的原因很多,表 1 统计了我局最近发生的 40 多起断路器控回断线故障发生的部位及次数,从中可见该类故障集中为一次机构类和二次回路(包括保护装置、各元器件)类。
故障部位 |
次数 |
比例 |
分、合闸线圈 |
11 |
27.5% |
开关辅助接点 |
9 |
22.5% |
保护装置插件 |
5 |
12.5% |
二次航空插件 |
4 |
10.0% |
合闸接触器 |
2 |
5.0% |
储能电机 |
2 |
5.0% |
电源空开、熔丝 |
2 |
5.0% |
SF6 开关气压 |
1 |
2.5% |
控制开关 KK |
1 |
2.5% |
远方 / 就地切换开关 QK |
1 |
2.5% |
其它 |
2 |
5.0% |
表 1 我局最近 40 起控回断线故障数据统计
属于一次机构的主要有:分、合闸线圈烧毁;机构辅助接点接触不良或损坏;合闸接触器烧毁;储能电机损坏等。
属于二次回路的主要有:控制电源空气开关跳开或控制电源熔丝熔断;保护装置插件接点粘连等;分、合闸线圈断线或触点接触不良;弹簧操动型开关不能储能或储能接点接触不良; SF6 开关压力异常或反应压力降低的继电器自身损坏等。
2.2 典型实例
实例 1 : 35kV 河上变 35kV 母分开关红绿灯不亮,现场熔丝完好,经查系合闸线圈烧坏引起;
实例 2 : 110kV 罗山变 10kV2 #电容器
开关红灯不亮,远方无法分闸,经查系开关常开辅助接点不到位引起;
实例 3 : 110kV 昭东变某 10kV 线路开关绿灯不亮,远方、就地均无法合闸,经查系合闸接触器烧毁引起;
实例 4 : 35kV 坎山变某 10kV 线路保护装置控回断线,经查系保护装置跳闸插件损坏引起;
实例 5 : 110kV 许贤变 2 #主变 35kV 开关控回断线,经查系该开关 SF6 漏气,导致气压降低闭锁分、合闸回路(如图 2 虚线框中常闭接点,压力降低后该接点断开);
实例 6 : 220kV 合兴变某 35kV 线路保护装置控回断线,经查系该开关二次航空插头断裂导致小线接触不良引起。
3 控回断线故障快速处理策略
我局现有 220kV 变电站 8 座、 110kV 变电站 31 座、 35kV 变电站 50 余座,不同变电站所使用的设备不尽相同,这种情况下要快速处理控回断线故障,经验固然重要,但只要对断路器控制回路的主干有清晰的了解,仍可根据现场不同状况形成基本判断,有针对性地准备材料,从而争取时间消除缺陷。常见控回断线故障现象及处理方法可总结如下:
1. 直流电源空开(熔丝)跳开(熔断):测量其上桩头直流电压是否正常;测量其下桩头是否有短路。若两者都正常,则合直流电源空开或换新熔丝;需要注意的是一些小车式断路器机构内分、合闸线圈前一般串有整流模块,这些模块短路会造成直流电源空开合不上或熔丝放不上;
2. 现场有异味,可基本判断为以下三类:分、合闸线圈烧毁;电磁操动型机构合闸接触器烧毁;弹簧操动型机构储能电机烧坏。前两类一般可有烧焦气味分辨,第三类可由储能指示灯和其它储能指示标志分辨;
3. 二次航空插件小线针头凹陷:可能为运行人员操作时用力不均引起,需作整理复位;
4. 绿灯不亮、开关拒合:如图 1 、 2 所示,先测端子 b 是否有负电,若无则合闸线圈或合闸接触器已坏;若负电正常,则将远
方 / 就地切换开关 (QK) 切至就地 , 合控制开关 (KK) 测端子 a 是否有正电;若正电正常则可判为诸辅助接点不到位;若端子 a 无正电,则基本排除一次机构故障,可对 QK 、 KK 、保护装置等作逐一排查;
5. 红灯不亮、开关拒分:测端子 d 是否有负电,若无则分闸线圈已坏;若负电正常,则将 QK 切至就地,合 KK 测端子 c 是否有正电,与合闸回路检查一样,再逐一排查故障部位;
6. 辅助接点排查包括断路器辅助接点、弹簧储能辅助接点、气压闭锁辅助接点:若仅是接点问题可继续寻找有无备用的接点;若储能电机故障则需更换之;至于 SF6 漏气则在报控回断线告警的同时有 SF6 气压异常告警,故一般比较明显。有的小车式断路器合闸回路中还串入了小车行程位置(在我局仅是个例)等,则需调整行程开关。
4 结论
随着电网规模日益扩大,各种设备繁芜复杂,不同的设备质量、不同的安装工艺等都有可能对断路器控制回路完整性造成影响。本文所总结的控回断线故障处理策略 虽然存在一定的局限性,但因为该策略牢牢把握了断路器控制回路的主干,实践证明对有条不紊开展现场检修、消除设备缺陷、保证供电可靠性是大有裨益的。
参考文献
[1] 张希泰 , 陈康龙 . 二次回路识图及故障查找与处理 . 北京 . 中国水利水电出版社 .2006.
[2] 王国光 . 变电站综合自动化系统二次回路及运行维护 . 北京 . 中国电力出版社 .2006.
[3] 王国光 . 加强二次回路工作 , 确保微机保护安全运行 . 继电器 .2002(1)