高压断路器分闸闭锁处理措施分析

乔国华，朱银磊，鲁 鹏，何亚坤

(河北省电力公司,石家庄 050021)

高压断路器作为电力系统的主要控制和保护元件，能够切断正常负荷电流和故障短路电流，对保证设备正常的倒闸操作和电网的稳定运行起着非常重要的作用。高压断路器在运行中发生机构漏油、控制回路断线等故障的概率很高[1]，经统计河北省电力调度通信中心管辖范围内2008年共发生37起断路器故障，其中有9起出现了断路器分闸闭锁的情况。断路器分闸闭锁对系统的影响较为严重，若不能及时处理，当电网发生故障时将会扩大停电范围，严重时会引起变电站全部停电，对电网的安全、稳定运行构成严重威胁。因此，出现在断路器分闸闭锁情况时，要尽快将其从系统中隔离。

1 断路器分闸闭锁原因及影响

断路器出现分闸闭锁主要是由断路器各种操作机构压力异常，断路器灭弧介质压力降低，断路器控制回路故障造成。断路器操作机构渗、漏油，各种操作机构的机械箱锈蚀及进水，各密封衬垫泄漏或断路器辅助触点转换不良等是引起断路器分闸闭锁的直接原因。SF6断路器采用SF6气体作为灭弧和绝缘的介质，当SF6气体压力降低时说明有漏气现象发生，会对断路器的绝缘和灭弧产生不利影响，严重时会造成绝缘击穿、设备损坏。

2 断路器分闸闭锁的处理原则

a. 高压断路器发出分闸闭锁异常信号时,运行人员应立即到现场检查设备，断开断路器跳闸电源，将断路器可靠闭锁，停用单相重合闸，通知检修人员迅速到现场，尽快将异常断路器停运。

b. 如果控制回路存在故障，应重点检查分闸绕组、分相操作箱继电器、断路器控制把手等位置，在确定故障点后尽快处理。

c. 调度部门应综合考虑天气、运行方式、网络结构以及负荷情况等各种因素，采取对电网运行影响小、快捷易行的方案，将异常断路器从系统中隔离，消除对系统安全运行的威胁。

d. 严格按照规程规定的隔离开关操作范围进行操作，避免出现带负荷拉合隔离开关的情况。由于隔离开关在结构上没有灭弧装置，不能用来接通、切断负荷电流和空线路电容电流，但可在等电位的情况下解环转移负荷电流。电网调度规程规定的隔离开关操作范围有：拉合220 kV及以下电压等级空母线；拉合220 kV及以下断路器可靠闭合情况下的旁路母线；拉合220 kV及以下3/2接线方式下的母线。

3 断路器分闸闭锁的处理措施

3.1 双母线接线方式

目前，双母线接线是220 kV电网普遍采用的一种接线方式，具有供电可靠性高，检修方便，调度灵活，便于扩建等特点。在这种接线方式下，处理断路器分闸闭锁故障要根据母联断路器和出线断路器的不同情况进行分析。

3.1.1 母联断路器分闸闭锁处理方案

母联断路器出现分闸闭锁，严重时会造成全站停电的情况，必须尽快将母联断路器从系统中隔离，严禁直接拉开隔离开关或造成母线分列运行等情况的发生。可采用以下2种方案处理。

a. 用其他元件的2条母线侧隔离开关跨接两排母线后，拉开母联断路器两侧隔离开关，将母联断路器隔离。该方法操作简便易行，可减少操作时间，但某些配置旧母差保护的厂站不适用这种方法。采用隔离开关跨接的方法时，需注意母差保护方式与一次接线方式相适应。用隔离开关解环操作时，要根据现场规程规定将母联断路器可靠闭锁。

b. 将一排母线倒成空母线后，直接拉开母联断路器两侧隔离开关，其优点是通用性强，对配置任何母差保护的厂站都适用，但倒闸操作较多时，处理时间会较长。

一般情况下优先选择第1种方案，特别是在一些新站和出线较多的厂站，这种方案可以尽快隔离故障断路器，只有在不满足系统条件的情况下，才选择第2种方案。

3.1.2 出线断路器分闸闭锁处理方案

a. 转代停运处理。 用旁路断路器代路，然后将异常断路器隔离。当2台断路器并列运行后应首先断开旁路断路器的操作电源，之后才能拉开故障断路器两侧隔离开关，操作完后将旁路断路器跳闸电源合上。该方案在双母线接线的厂站最为常用，操作简便、不破坏电网的一次结构、对系统影响较小、供电可靠性高。但该方法对配置有旁路母线的厂站才有效，操作涉及的一、二次设备较多，操作时间相对较长，不利于尽快隔离故障元件。

b. 串代停运处理。 通过倒母线方式使异常断路器单占一排母线，然后用母联断路器串代拉开线路将异常断路器隔离。其优点是通用性强，几乎所有断路器(包括发电机出口断路器)都可采用这种方法处理。但该方案必须倒单母线运行，操作时间较长，且会降低系统可靠性。由于串代操作的同时会导致线路停电，破坏系统的网络结构，造成潮流的转移，操作时需综合考虑，避免出现相关设备过载。

c. 母联兼旁路接线方式下采用串代停运处理。针对母联兼旁路的接线方式，由于在转代操作前必须首先倒空一排母线，整个转代过程包括倒母线时间加上转代操作的时间，操作设备更多，操作时间更长，对迅速隔离缺陷断路器不利。故在母联兼旁路接线方式下建议采用串代停运的方法隔离缺陷断路器。

一般情况下，能够转代处理的优先考虑转代方案，不具备转代条件的，再考虑串代拉开的方案。

3.2 3/2接线方式

3/2接线方式具有较高的供电可靠性和运行灵活性，在任一母线故障或检修时均不会导致停电，甚至两排母线同时故障的极端情况下潮流仍能继续送出。当出现断路器分闸闭锁时采取的处理方法也有自己的特点。3/2主接线方式示意见图1。

图1 3/2主接线方式示意

3.2.1 靠母线侧断路器分闸闭锁处理方案

靠母线侧断路器(以DL1为例)出现分闸闭锁时可采用以下处理方案。

a. 用隔离开关解环。停用本串3个断路器DL1、DL2、DL3的操作电源后，直接拉开DL1两侧隔离开关。若有检修造成只有2个完整的3/2串时，需停用2串断路器的操作电源，确保操作隔离开关时2排母线的强制等电位，避免带负荷拉开隔离开关。该方法操作时未造成母线或出线停电，能够保持电网接线方式的完整性。但由于停用了某1串或2串断路器的操作电源，若此时母线或线路出现故障本站断路器无法跳开，失灵保护动作将造成本站两排母线及多条线路对侧开关跳闸，严重破坏电网结构。

b. 用断路器解环。断开DL4、DL7断路器后，Ⅰ号母线即为空母线，拉开DL1两侧隔离开关，隔离DL1断路器后，合上DL4、DL7断路器恢复Ⅰ号母线运行。该方法操作时停运了一排母线，但由于母线停电不影响系统的正常运行，其他断路器也不受影响，若操作时母线或线路出现故障本站断路器能够跳开，不会造成电网结构的破坏。若主变压器没有进串而是直接连接在母线上，则采用该方案时会停运1台主变压器，降低了本站的供电可靠性。

一般情况下，天气条件允许时采用隔离开关解环的方案，该方案能够最大程度上保持电网接线方式的完整性，所涉及的操作仅为1串或2串断路器操作电源的停用、恢复及拉开闭锁断路器两侧隔离开关，用时在15 min左右。但该方案需充分考虑天气因素，应避免在雷、雨、雪、雾等恶劣天气条件下进行，防止出现操作时多条线路同时跳闸可能导致的事故扩大。在出现大风暴雨等恶劣天气情况，L1、L2等线路出现跳闸时可以考虑用断路器解环的方案。若是主变压器直接连接在母线上，只能采用前一种方案。

3.2.2 中间断路器分闸闭锁处理方案

中间断路器(以DL2为例)出现分闸闭锁时，可采用以下处理方案。

a. 停用本串3个断路器DL1、DL2、DL3的操作电源后，直接拉开DL2两侧隔离开关。

b. 断开DL1、DL3及L1、L2线路对侧断路器后，拉开DL2两侧隔离开关。

采用第2种方案时，要求操作前进行潮流计算，电网能够短时满足N-2情况下才可进行上述操作，否则只能采取第1种方案。

3.3 单元接线方式断路器分闸闭锁处理方案

单元接线(即采用“机-变-线”方式的接线)如果出线断路器有旁路隔离开关，可以将“远跳保护”由“失灵启动远跳”改为“直跳”方式，再合上旁路隔离开关，然后拉开异常断路器两侧隔离开关。操作前要保证远跳保护及通道的可靠运行。

采用这种方案在一定程度上增加了运行风险，如果异常隔离开关短时可以处理好，就避免了由于断路器原因造成200 MW及以上大机组的非计划停运或者临时限电，对系统的影响较小。对于没有旁路隔离开关的单元接线，则将机组降出力后拉开对侧出线断路器打闸停机，然后隔离异常断路器。

4 结束语

断路器分闸闭锁处理应根据电网运行方式因地制宜，在不违反规程的情况下灵活运用。应加强对断路器缺陷的管理，进一步完善现场规程，可按照有关判据、数据等将断路器异常情况分类汇总，细化现场处理流程，向值班人员提供相应的判断、汇报及处理的规范化规定，使现场值班员在事故处理时有章可循，有据可依，保证事故处理的正确性和快速性，保证电网的安全、稳定运行。

参考文献：

[1] 张全元.变电站现场事故处理及典型案例分析[M].北京：中国电力出版社，2008.