一起操作箱与断路器配合不当引起的故障分析

和滨

(沧州供电公司,河北 沧州 061001)

操作箱及断路器是继电保护系统实现自动控制和保护功能的执行单元,是保证电力系统安全稳定运行的关键。操作箱与高压断路器间配合不好以致引发一系列问题,现以沧州地区一例两者配合不当的缺陷为例,分析实际生产中遇到的有关二者配合的问题。

1 现场事故分析

1.1 事件过程

2009年8月31日下午,韩村站报212开关发压力报警信号,经检查发现开关 B相机构油泵不能够建压。上报调度将2#主变停运,对212开关B相操作机构的油泵电机进行更换。工作完毕后,晚6点左右,进行2#主变投运工作时发现 212B相指示灯不亮,运行人员检查后,发现 212开关 B相操作机构合闸线圈烧毁,212控制熔断器熔断。工区决定由保护班配合检修班消缺,更换212开关B相合闸线圈完毕后,手合212开关发现B相还是合不上,经保护人员检查后发现212操作箱内部B相 TBJ插件中 HBJ继电器及其附加电阻烧毁,当时班组没有相应备件,于是联系厂家来进行消缺。

同年9月1日下午6点左右,保护人员与厂家在韩村站进行212开关操作箱消缺工作,此时工区未通知检修人员进行配合。在更换212操作箱TBJ插件后,点合212开关时发生B相开关时合时不合的现象,保护人员首先检查相关二次回路,未发现异常,又经过几次开关操作后,发现212开关B相操作机构合闸线圈及212开关操作箱内的 B相 HBJ插件再次烧毁。检修人员再次更换212开关B相合闸线圈后,故障依旧存在,保护人员在对开关机构的检查时发现,在手合 212开关时合闸瞬间在合闸线圈两端有214V直流电压(远超过了开关的最低动作电压130V),但是开关却没有合上,于是检修人员对合闸线圈及铁芯进行了多次的调整,在9月2日凌晨4点左右,经运行人员验收后,212开关 B相已经能够正常合闸、跳闸。

1.2 检查结果及原因分析

1.2.1 第一次 HBJ烧毁的检查及原因分析

由于当时是处理 212B相操作机构油泵不建压的问题,更换油泵后在恢复 2#主变运行的操作时,发现212开关B相没有合上,合闸线圈已烧毁,熔断器已熔断。检修人员更换合闸线圈后,手合212开关没有合上,检查发现212操作箱B相 HBJ继电器及其附加电阻已烧毁。(而此次不能够确定HBJ继电器的烧毁是发生在合闸线圈更换后,还是在合闸线圈烧毁的同时 HBJ继电器就已经烧毁了。)初步分析如下:

1)在手合 212开关时,由于212开关 B相合闸线圈烧毁时,可能在二次控制回路里发生了过电流,而造成 B相 HBJ继电器及其附加电阻的烧毁[1]。

2)在212开关的控制回路中存在寄生回路,造成了这次 HBJ继电器的烧毁[2]。

针对上述的可能性,保护人员对 212的控制回路进行了严谨细致的检查工作,按照图纸、装置说明书,对每一根二次线都进行了逐一的排查,没有发现异常问题。从而排除了 212开关控制回路存在寄生回路的说法。 (由于当时操作箱 HBJ已经烧毁,无法进行开关控制回路的试验。)

图1 开关操作箱合闸回路接线图

1.2.2 第二次 HBJ烧毁的检查及分析

在消缺工作后,对 212开关进行合闸试验发现 212开关出现了时合时合不上的现象。保护人员又对 212开关的控制回路进行了检查,没有发现异常。而且 212开关经操作后,发现 212开关B相机构合闸线圈及212开关操作箱内的 B相 HBJ插件再次烧毁。在更换合闸线圈和HBJ插件后,保护人员将疑点转移到开关机构本身,(因为在操作箱内部,三相插件的参数配置是一致的)在进行开关手合试验时,由于212开关 B相直流电压较高,保护人员避开了操作箱的 HBJ继电器保持回路,如图 1所示,直接在装置端子排 12X:36与12X:55,12X:57,12X:59处进行点接试验,分别模拟A,B,C相开关的合闸试验,结果发现A,C两相合闸无异常,而B相开关时合时合不上。试验说明,造成开关时合时合不上的现象的原因与操作箱本身无关,而是 B相机构存在问题[3]。

在检修人员对合闸线圈及铁芯进行了多次调整,在确认开关动作行为良好后,对 212开关进行了多次的手动跳合试验,动作行为均良好。操作箱HBJ插件也工作良好,无过热等异常现象。分析认为:在第一次合闸线圈 HQ烧毁的同时,由于开关控制回路的熔断器熔断有一个熔断时限,而操作箱内部 HBJ回路是起合闸保持作用的,在手合回路启动后 SHJ立即接通,经 TBJ常闭接点起动HBJ继电器,HBJ继电器的起动电流很小,HBJ动作后经自身的 HBJ常开接点保持,从而保证由开关机构的辅助接点DL来开断回路电流(工作回路如图二中箭头线所示。)HBJ继电器本身属于很精密很灵敏的电子元器件,当合闸线圈烧毁 HQ(相当于合闸线圈短接)后,全部压降都加在 HBJ继电器线圈上[4]。以B相为例如图 2所示,HBJ继电器是电流线圈启动,HBJ常开接点保持,其线圈阻值相当小,回路电流瞬时是很大的,能够达到几十安培或上百安培。这是造成 HBJ继电器烧毁、控制熔断器熔断的直接原因。

图2 B相合闸控制回路图

2 整改措施

上述问题的出现说明了在日常的维护工作中存在着一些配合上的漏洞和工作程序上的失误,在以后的工作中应注意:

(1)在更换合闸线圈后应针对更换的元器件进行严格的调试,确认动作良好后,在投入到回路运行。[5]

(2)在进行多次手合试验时,应及早到开关机构处进行相关数据的捕捉取样。

(3)由于开关的控制回路牵扯较多,相关班组应及时的予以沟通,避免遗漏。

3 结论

断路器相关回路的正确设计、合理配置以及功能的可靠使用,需要操作箱、断路器生产厂家及相关现场工作人员不断地根据现场的运行要求及时改进和优化完善,使断路器的运行和控制更合理、更可靠。

[1]陈明杰.断路器分合闸失灵的原因及处理 [J].农村电工,2009(04):31-33.

[2]李毅然.断路器常见故障的诊断及其处理方法的探讨[J].郑铁科技通讯,2007(03):399-400.

[3]胡静.高压断路器拒分产生的原因及故障处理 [J].新疆电力技术,2008(03):46-48.

[4]刘静,李剑.永磁机构真空断路器在电力系统中的推广应用 [J].新疆电力技术,2008(03):9-10.

[5]黄惠娟.关于断路器防跳回路的探讨 [J].职业,2009(09):35-37.