高压断路器合闸回路故障原因分析及整改措施.pdf

发输变电高压断路器合闸回路故障原因分析及整改措施孙洪石（中油电能电力生产保障公司，16 30 0 0，黑龙江大庆）具体介绍，供同行参考。1故障现象2合闸线圈烧毁现象分析近年来，某油田电网SF。高压断路器合闸故障时有发生，造成断路器合闸线圈或合闸接触器烧毁。线圈、接触器烧毁后只能停电进行更换处理，维修成本高，且费时费力，对供电质量和用户满意度造成负面影响。据统计，某区域电网所辖高压断路器在2020年合闸操作150 0 次以上，处理断路器拒合故障38 次。其中，因合闸线圈或合闸接触器损坏而需停电处理的故障有2 9次，更换合闸线圈13个、合闸接触器16 个。分析造成这29次故障的原因，误操作占16 次，断路器机械故障占9次，其他故障占4次。可见，误操作与断路器机械故障是造成合闸线圈或合闸接触器损坏的主要原因。2020年，保护专业人员对这个问题进行了技术上的研究，提出了解决方法并修改了部分变电站高压断路器合闸回路接线。此次改进虽降低了合闸线圈的烧毁率，但在实际运行中发现，改动后的合闸回路会使得合闸接触器长时间带电，进而导致其烧毁。为此，进行了第二次改进，杜绝了此类事件的发生。下面进行一1号电池15电池4号电池电池电压和内阻，并制作趋势曲线的方法来观145号电池6号电池13号重池8号电池129号电池C1110号电池三11号电池1012号电池13号电池9-14号电池15号电池8-16号电池717号电池18号电池6112131415161718时间/月图6 一期总变直流屏蓄电池内阻曲线愛世界(2 0 2 3-3)断路器控制电路原接线图（部分）如图1所示。正常运行时，控制母线+KM、-K M和合闸母线+HM、H M电源均接通。当断路器在分位时，断路器常闭辅助触点DL1在闭合状态，绿灯LD亮，表示合闸回路可以合闸。操作转换开关KK，合闸线圈HQ得电。若弹簧机构已经储能完毕，则断路器可直接合闸。断路器合闸后，DL1断开，合闸回路失电；同时，断路器常开辅助触点DL2闭合，红灯HD亮，表示高压断路器合闸成功。在合闸过程中若断路器弹簧未储能，则高压断路器无法合闸成功。然而，此时断路器合闸指令已发出，KK导通，且DL1闭合，HQ就会一直处于动作状态，HQ将可能因长时间带电而烧毁。在操作高压断路器合闸前，应检查高压断路器位置和储能情况。若只依据LD亮、高压断路器在分位，不检查高压断路器储能情况就直接操作合闸，则很容易造成HQ长时间带电而烧毁。在现有技术下，可采取定期测量直流屏蓄察蓄电池的状态。当单节蓄电池电压出现下降趋势或内阻出现上升趋势时，考虑到直流系统的重要性，并结合蓄电池的投入运行时间和寿命，可更换整组蓄电池。另外，应提高直流屏切换试验频率，只要装置停车，就做一次直流屏交流失电、直流带载切换试验，并进行蓄电池组的充放电特性试验，以验证整组蓄电池的完好性。(编辑志皓）151127发输变电+KMKKKKHD+HMCK1+CK2ZLCTQ一跳闸线圈；CK1一弹簧储能行程开关常闭触点，弹簧未储能时闭合；CK2一弹簧储能行程开关常开触点，弹簧已储能时闭合;ZLC一合闸接触器;BG一白灯，储能弹簧未储能或正在储能时亮；UG一黄灯，储能弹簧已储能时亮；D一储能电机图1断路器控制电路原接线图（部分）3第一次改进为避免在弹簧未储能时值班人员操作KK合闸，在合闸回路HQ与KK之间串联ZLC的一副常闭触点。这样，只有在弹簧机构完成储能，ZLC常闭触点闭合后，合闸回路才能接通，可进行高压断路器合闸操作。由于ZLC线圈接在合闸回路中，若合闸母线电源未投入，则弹簧未储能时ZLC依然不能动作，起不到上述闭锁作用，所以考虑使用控制电源对ZLC回路供电。整个储能回路的元件较少，除给弹簧储能用的电机回路外，其他回路工作电流在0.2 A左右。因此，将储能电机回路以外的储能回路电源都改接在保护28152装置二次回路控制母线中，具体接线如图2-KM所示。+KMDL1HQLDTDL2-HMZLCBGUGDM-KMKKZLCDL12+LDCK1CK2+HMZLC图2 第一次改进后的接线图对区域电网管辖的多座变电所进行改造后，虽未再发生因误操作引起烧毁HQ的事ZLC件，但在后期的工作中出现了一些伴生问题。比如：在ZLC接地时，因其触点和线圈分布在合闸和控制2 个母线中，故可能将2 条线路同时接地，给查找工作带来麻烦。另外，这样接线还容易造成ZLC烧毁。第一次改进后，避免了烧毁HQ，但在同样的错误操作下，会造成ZLC的烧毁。在控制电路带电时，只要弹簧未储能，CK1就在闭合位，ZLC就会得电动作。若合闸电源未接通，D不转动，储能弹簧就不会进行储能，CK1不会变位，ZLC就会因长期带电而烧毁。2020年，ZLC烧毁故障发生了16 次。4第二次改进为了确保在任何情况下都不会烧毁HQ或ZLC，重新对合闸储能二次回路进行设计。由于只要采用ZLC进行闭锁，就会存在烧毁ZLC的可能性，而且对直流接地时的故障查找工作也会带来不便，所以不再采用ZLC进行闭锁，改用其他元器件进行闭锁。另外，由于電世界（2 0 2 3-3)HO+ZLCBGUGDZLCM-HM发输变电行程开关、直流接触器、储能灯具等均在断路+KM器机构箱内接线，且不属于控制电路，所以将其全部恢复到合闸母线电路中，使得合闸、控制电路接线分工更明确。经讨论，设计了2 种可行方案并进行了对比验证。（1）方案一：利用继电器闭锁合闸回路，如图3所示。+KMKKLD+HMCK1CK2ZLC原理说明：该方案使用中间继电器ZJ闭锁合闸回路，在未储能时，ZJ断开，合闸回路断开，无法进行合闸操作，从而保护HQ，也不会发生ZLC长时间带电情况；在送上储能电源后，D运行储能，储能完毕ZLC失电，不会造成ZLC烧毁。（2）方案二：利用弹簧储能行程开关闭锁合闸回路，如图4所示。原理说明：该方案使用弹簧储能行程开关常开触点CK3闭锁合闸回路，在未储能时，CK3断开，合闸回路断开，无法进行合闸操作。(3）方案对比。方案一需要满足长期带电要求的电压型中愛世界(2 0 2 3-3)-KMDL1HQKKCK32LD+HM-KMDL1HQZJ-HMZLCBGUGZDZLC?图3方案一接线图-HMCK1ZLCBGCK2UGZLCD?图4方案二接线图间继电器。现有型号虽满足要求，但无法保证其长期带电后的运行可靠性，存在后期维护工作量大的问题。而且，中间继电器的线圈在合闸母线的电路中，触点在控制母线的电路中，同样存在直流接地时故障查找不便的问题。方案二在合闸回路中增加一副弹簧储能行程开关常开触点CK3，当合闸电源未送，弹簧未储能时，CK3断开合闸回路，无法进行合闸操作。当送上合闸电源，CK1闭合，ZLC得电，D运行，弹簧机构开始储能。弹簧机构完成储能，CK2闭合，UG亮，表示弹簧已储能；同时，CK3闭合，合闸回路接通，可进行高压断路器合闸操作。对比2 种方案，方案二接线简单，HQ、ZLC烧毁情况都可得到有效规避。因此，选用方案二。5结语在上述改进技术措施的基础上，还应该加强对运行人员的培训，让他们了解高压断路器二次回路的工作原理，从而避免误操作情况的发生。(编辑志皓）153129ZLC