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一起变电站110kV断路器电动拒绝分闸的分析与处理

来源:浙江sbt体育平台更新日期:2016-6-21

[一起变电站110kV断路器电动拒绝分闸的分析与处理]:介绍了一起变电站内1台110kV断路器电动拒绝分闸的分析与处理过程,从故障象征入手,通过检查过程,找出了故障断路器电动拒绝分闸的原因,简要说明了维修方法,提出了防止发生类似故障的防范措施,积累了断路器...

介绍了一起变电站内1台110kV断路器电动拒绝分闸的分析与处理过程,从故障象征入手,通过检查过程,找出了故障断路器电动拒绝分闸的原因,简要说明了维修方法,提出了防止发生类似故障的防范措施,积累了断路器现场运行维护工作的经验,可为其他变电站内不再发生类似的故障提供一定的借鉴作用。

0、引言

高压断路器是发电厂及变电站的重要电气设备,它不仅可以切断与闭合高压电路的空载电流和负荷电流,而且当系统发生故障时,它可以和继电保护装置、自动装置相配合,迅速切断故障电流,以减少停电范围,防止事故扩大,保证电力系统的安全运行。

因此,当断路器拒绝分闸时,这个断路器就变成了一个“死开关”,在电力系统运行中,这是一种非常可怕的故障现象,若不及时处理,当电力系统发生故障时,保护装置启动,不能迅速地启动断路器跳闸,必将引起故障范围的进一步扩大,危及电网的正常运行,所以对于拒绝分闸的断路器,应及时停电隔离,及时检修处理。

1、故障变电站的概况

某110kV变电站是该乡镇的枢纽变电站,它的110kV系统为室外设备,采用内桥式接线方式,110kV 1号电源进线(备用电源)是采用FXT11型户外高压SF6断路器,2号电源进线断路器(主供电源)也是SF6断路器,站内两台主变压器分列运行。该变电站的一次系统实时运行图如图1所示。

一起变电站110kV断路器电动拒绝分闸的分析与处理

图1 某110kV变电站一次系统实时运行图

2、故障的发现与处理

2.1故障的发现过程

2015年02月04日09时19分,监控人员根据指令进行变电站倒换电源的遥控操作,先将2号电源进线断路器遥控合上,当拉开1号电源进线断路器时,出现1号进线断路器遥控返校超时,同时出现“1号电源进线控制回路断线”信号,断路器没有出现由“合”变“分”的遥信指示,再次操作,也没有将断路器拉开,这台断路器拒绝分闸。

一般情况下,断路器拒绝分闸这种故障,应依据变电站《现场运行规程》的有关规定,首先瞬时断开故障断路器的控制电源开关,然后进行检查处理。运维操作人员对故障现场了检查处理过程如下:

1)首先检查1号电源进线111开关的“远方-就地”切换开关的位置确在“远方”位置。

2)然后进行后台机内信息的检查。后台机显示1号电源进线111开关在“合位”,同时也有电流指示。后台机事件记录内显示“1号电源进线控制回路断线”。

3)检查1号电源进线控制开关的红、绿指示灯都不亮,但电流表有指示,如图2所示。

一起变电站110kV断路器电动拒绝分闸的分析与处理

图2 1号电源进线红、绿指示灯都不亮

4)检查主控室1号电源进线断路器的控制电源开关位置在合位,分闸回路的遥控分闸压板投入正确。

5)检查室外110kV设备区内1号电源进线111断路器在“合ON”位置。说明监控人员确实没有通过遥控方式将断路器断开。

6)检查SF6气体压力为0.5MPa,在正常范围之内,不会出现因闭锁继电器动作,而造成断路器分闸闭锁的现象。[一起变电站110kV断路器电动拒绝分闸的分析与处理]:介绍了一起变电站内1台110kV断路器电动拒绝分闸的分析与处理过程,从故障象征入手,通过检查过程,找出了故障断路器电动拒绝分闸的原因,简要说明了维修方法,提出了防止发生类似故障的防范措施,积累了断路器...

7)进一步检查,当运维人员打开1号电源进线断路器的操动机构箱时,发现一股青烟随着机构箱的箱门向上飘出,随后就闻到一股环氧树脂烧焦的气味,这个气味带有一定的刺激性,充满在整个操动机构箱内。故障断路器操动机构箱如图3所示。

一起变电站110kV断路器电动拒绝分闸的分析与处理

图3 故障断路器操动机构箱图

8)再次详细检查端子箱内的电源开关,没有跳闸的现象,端子排上没有线头掉出或接触不良的情况。

9)检查断路器辅助开关的切换位置正确,连接杆正常。

10)检查断路器机构箱内,跳闸线圈发黑,外观不平滑(如图4所示)。

一起变电站110kV断路器电动拒绝分闸的分析与处理

图4 断路器的两只跳闸线圈图

从以上的检查项目来判断,说明断路器已经电动拒绝分闸,从现场操动机构箱内的烧焦糊味来说,断路器跳闸线圈具有烧损的可能。

按照变电站《现场运行规程》的规定,运维人员迅速拉开故障断路器的控制电源开关,将检查情况向地调值班员做简要的汇报,由于这种断路器无手动分闸按钮,建议调度部门用上一级断路器将故障断路器隔离。

2.2故障断路器的隔离

地调当值值班员接到变电运维人员的汇报之后,及时对运维人员下达了操作指令,运维人员根据调度操作指令,将1号主变压器负荷倒2号主变压器运行。最后将110kV 1号电源进线111开关停电。

在停电的过程中,虽然1号电源进线的上一级电源已经停电,但是在不断开断路器的情况下,直接拉开两侧的隔离开关是一种极不正常的操作方法。在这种情况下,手动断开断路器是当前操作中需要立即解决的问题。

在操动机构箱内检查之后,没有发现手动跳闸的按钮,运维人员再次详细地检查断路器操动机构,发现跳闸线圈的铁芯上有一个衔铁顶板,判定这个顶板应是手动跳闸的地方,于是用绝缘杆顶了一下,果然断路器分闸了,在上顶的过程中,运维人员同时感觉顶板有些卡涩的现象。

2.3断路器拒绝分闸的危害

运行中的断路器拒绝跳闸时,这台断路器就成了一个不能分闸的“死开关”,当它的保护范围内出现故障时,保护装置虽然能够可靠动作,发出跳闸指令,但是由于断路器操动机构出现故障,断路器却不能分闸,故障点不能及时切除,将可能造成故障范围的进一步扩大,使电力设备的损害程度进一步加大,甚至造成上一级或者再上一级断路器越级跳闸,从而引起大面积的停电事故。因此不论是《电力安全工作规程》还是变电站《现场运行规程》都明确规定,禁止将跳闸失灵的断路器投入运行。

2.4 故障断路器的处理

运维人员将1号电源进线111断路器做好安全措施,检修人员经过详细的检查后发现,断路器的两只跳闸线圈烧毁了一只,其规格为220V DC 250W,另外一只跳闸线圈完好无损,如图5所示。

一起变电站110kV断路器电动拒绝分闸的分析与处理

图5 完好的跳闸线圈(左)与烧损的跳闸线圈(右)

考虑到有些110kV断路器采用双套保护装置,这台断路器设计制造了两套跳闸线圈。但这个变电站的110kV断路器采用单套保护装置,烧毁的跳闸线圈就是使用中的线圈,完好的一只跳闸线圈未使用,检修人员将烧毁线圈的接线拆除后,拆下烧毁的线圈,更换同规格的跳闸线圈后,经过运维人员就地分、合闸和监控人员遥控分、合闸试验后,一切正常。这台断路器的分合红绿指示灯也亮了,证明了分、合闸回路都正常,如图6所示。

一起变电站110kV断路器电动拒绝分闸的分析与处理

图6 指示灯正常的面板图

2.5故障后的送电

运维人员终结《事故应急抢修单》,地调值班人员得到“事故抢修工作结束,人员退出工作现场,可以送电”的汇报后,下达操作指令,运维人员将现场设备恢复故障前的运行方式。[一起变电站110kV断路器电动拒绝分闸的分析与处理]:介绍了一起变电站内1台110kV断路器电动拒绝分闸的分析与处理过程,从故障象征入手,通过检查过程,找出了故障断路器电动拒绝分闸的原因,简要说明了维修方法,提出了防止发生类似故障的防范措施,积累了断路器...

3、故障的原因分析

造成该故障的原因可能如下:

1)定期检修、维护工作不足。

该断路器是2000年07月01日生产,2006年投入运行,距离现在已经有14~15年的时间了,由于该断路器是FX11型户外高压SF6断路器,这种断路器的生产厂家信誉度高,产品质量好,按照《技术使用说明书》的介绍,这种断路器具有20年以上的使用寿命。因此,这种SF6断路器,运维单位一直没有做过认真的检修,也没有进行过注油、加油等维护工作,而且当地气候属于盐碱滩涂地区,风力大,空气潮湿,风中带有盐碱的气味,周围有些重污染的化工企业,空气中含有腐蚀成分。以上条件都是造成该断路器操动机构卡涩的主要原因。该地区的其他变电站近期也发生过类似现象。

2)操动机构箱密封不严。

该型号断路器的操动机构箱的箱门口上,都压有橡胶密封条,它可以防止雨雪水、粉尘以及潮湿空气等进入机构箱内,这种密封装置,起到机构箱内电气设备避免受潮、清洁的作用。但从现场的检查来看,机构箱四周的密封条约有10cm的一段,没有压接在箱门上,从而形成机构箱封闭不严,空气中的潮湿空气、污秽粉尘等同时进入机构箱内,造成箱内的金属设备污秽、氧化,使分闸机构动作不灵活、不可靠,造成断路器不能分闸,从而使跳闸线圈长期处于通电状态,最终造成分闸线圈烧损,这也是导致断路器拒绝分闸故障的另一种原因。

4、故障引发的思考

1)该型号断路器的质量是非常可靠的,14多年来一直没有出现过拒绝跳闸的现象,这次1号电源进线断路器拒绝跳闸故障的发生,并不是偶然的,而且近期附近其他单位也出现过类似现象,所以这种断路器已经到了维护的年限,建议联系厂家,利用停电的机会,进行一次全面维护工作。

2)当遥控拉开断路器,遇到机构卡涩的情况,这时跳闸线圈长期通过的电流是断路器分闸电流,这个电流相对于跳闸线圈来说是比较大的。如果断路器拒绝跳闸,其辅助接点不能及时切断分闸电流,极有可能烧毁跳闸线圈。因此,运维人员在就地操作断路器分闸时,当转换开关切至分闸位置后,若绿指示灯不亮,即断路器不能分闸,应停止转换开关的操作,迅速拉开断路器的控制电源开关,防止烧毁分闸线圈,这时如果距离断路器操动机构较近,就能听到“叭嗒”地一声响,这是分闸线圈失电,铁芯自动掉落的声音。如果再次合上控制电源开关,再分闸一次,跳闸铁芯将卡涩的分闸机构再顶撞一下,就有可能使断路器可靠分闸。

3)断路器分闸线圈拒绝分闸,这是在分闸操作中发现的故障现象,如果没有发现,当保护装置动作后,断路器不能跳闸,保护装置不能有效隔离故障点,将使故障范围进一步扩大,造成上一级电源停电,扩大停电范围。因此,这并不是一个简单的分闸线圈烧毁的问题,它可能引起电网事故,所以必须对老式断路器的维护、检修工作当作一项非常重要的工作来对待。

5、故障的防范措施

经过监控、运行、检修人员的协作配合,这次故障得到了较好的处理。为了在以后工作中防止类似故障的发生,建议采取如下的防范措施:

1)防凝露装置要全年投入运行。运维人员要将所管辖的变电站,带有防凝露装置的断路器操动机构检查一遍,发现有未投入运行的,应及时投入运行,发现有不加热的,应及时上报设备缺陷,尽快检修处理,消除设备缺陷。

2)断路器机构箱要密封严密。运维人员在巡检过程中,应重点检查各站断路器操动机构箱的橡胶密封条是否封闭严密,若发现机构箱内有压接不严密的,应及时压接严密,发现有橡胶龟裂、老化、缺损的应及时上报设备缺陷,购买或者联系厂家进行更换处理。

3)断路器操动机构装置要进行检修维护。FX11型断路器机构箱的检修维护工作,应列入春季检修工作中,借助停电机会及时进行检修维护,根据情况进行注油、清扫、更换。

6、结语

本文通过一起断路器电动拒绝分闸的故障,详细分析了这起断路器电动拒绝分闸的检查、发现的原因和处理的全部过程,提出了以后断路器运行过程中的防范措施,总结了断路器拒绝分闸的故障处理经验。可为类似故障的处理和预防起到一定的借鉴作用,从而进一步保证电力设备的安全运行,提高电力设备的供电可靠性。

作者简介

隋新世,男,高级技师,长期从事变电站电气设备的运行与维护工作。

孙明亮,男,高级技师,长期从事变电站电气设备的运维管理工作。

李云水,男,技师,长期从事变电站电气设备的运行与维护工作。

引文信息

隋新世,孙明亮,李云水.一起断路器电动拒绝分闸故障的分析与处理[J].供用电,2015,32(10):67-70.

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