对220 kV天明变电站一起母线刀闸缺陷的处理及分析

陈芳

摘 要：2010年3月10日，绵阳电业局220 kV天明变电站220 kV里天线2 662刀闸严重放弧。原因是：电动刀闸长期运行后，轴有变位情况，C相尤其严重，导致刀闸动、静触头抱合不紧，局部放弧严重。由于我发现缺陷及时，且正确、果断地处理了缺陷，及时阻止了缺陷的进一步发展，减少对设备损坏的程度，操作中保证了人身安全，保证了非故障设备正常运行。通过对这起母线刀闸缺陷处理的三种方案进行分析、比较。由此可见：准确判断分析缺陷是正确处理的关键，根据缺陷发展的不同阶段，采取不同的处理方式。

关键词：母线刀闸；缺陷；处理；分析

中图分类号：TM6312 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2014）11-0083-02

1 缺陷实际处理简要过程

1.1 当时运行方

单台主变降压运行，220 kV、110 kV均为双母线带专用旁路母线。220 kV出线共5回，袁天线261开关、天大线263开关、3号主变203开关运行在220 kVⅠ母；江天线262开关（电源点）、赤天线264开关、里天线266开关（电源点）运行在220 kVⅡ母。110 kV出线7回，其中5回各连接1个110 kV变电站，并作为该站的电源线路，2回接有重要负荷。属于重要的枢纽变电站。

站内新建2号主变及220 kV一个出线间隔电气安装调试工作正紧张进行，站内检修人员很多。

1.2 缺陷情况

2010年3月10日15时08分，我进行设备巡视刚到新建2号主变间隔，就听见旁边的220 kV里天线2 662刀闸C相有异常声音，发现C相刀闸发出一大团红红的火光，严重放弧，弧光间隙发生（大约30 s左右一次），时大时小，伴随着“哄——哄”巨大的声音，且弧光、声音有增大趋势。

1.3 发生缺陷的设备型号

刀闸为GW22-220 W型单柱垂直断口单臂式户外交流高压隔离开关，配CJ11-Ⅱ型电动操作机构，南京电气集团有限责任公司生产；北京ABB开关厂LTB245E1六氟化硫开关，配BLK222弹簧操作机构；导线型号：LGJQ-300，线路最大允许负荷电流700 A。

1.4 母线及线路保护配置

220 kV里天线线路配有RCS-931光纤差动保护一套及RCS-902高频闭锁距离保护一套。220 kV母线配有RCS-915AB型母线保护一套。

1.5 负荷情况

当时送入220 kV母线22万 MW，其中里天线送入10万 MW，电流260 A左右，3号主变下网7万 MW，共向广元地区输送负荷15万 MW左右。

1.6 缺陷处理经过

15时08分，发现缺陷，立即汇报省调，15时10分，省调命令将220 kV里天线266开关由220 kVⅡ母运行倒至220 kVⅠ母运行。15时18分，完成220 kV里天线266开关倒母操作，成功隔离故障点。用时8 min，值班员属于跑步操作。

15时25分，填好事故抢修单，抢修人员准备就绪，许可工作，开始对220 kV里天线2662刀闸放弧缺陷处理，发现是电动刀闸长期运行后，轴有变位情况，C相尤其严重，导致刀闸动、静触头抱合不紧，局部放弧非常严重。15时37分缺陷处理完毕并验收合格。15时38分，汇报省调220 kV里天线2662刀闸C相放弧缺陷已处理，2662刀闸具备带电条件。15时48分，220 kV里天线266开关恢复220 kVⅡ母运行，前后用时共40 min。

2 根据母线刀闸设备出现放弧缺陷，缺陷发展到不

同阶段，处理的方法便不同

下面进行几种不同处理方案的比较和分析：

①根据当时的判断，该缺陷对设备安全运行有一定威胁，但尚能坚持运行一段时间的处理。在短时间内（单回路倒母操作）缺陷不足以损坏设备。处理方法：汇报调度，直接倒母隔离故障点。立即汇报调度，申请降低该线路负荷，在调度命令下进行倒母处理，将故障母线刀闸隔离。优点：线路不停电，不会造成电量损失。安全风险：如果缺陷性质判断不准确，或者刚发现缺陷时，因间隙性放弧，且放弧一次比一次加大，缺陷刀闸动、静触头不断受到弧光烧灼，损伤程度无法判断。而且从设备场地到控制室，到汇报调度，由于用时过长，且缺陷迅速发展，未及时隔离故障点，造成相间短路或相间接地故障，将引起220 kV母差保护动作，此时，由于倒母操作，母差方式已改为非选择方式，将造成220 kV两组母线上所有开关跳闸，引起全站失压，损失非常大。如果缺陷危急，当时线路所带负荷特别重，负荷电流达到4～500 A，采用倒母操作方式，拉开故障刀闸，或者刀闸动、静触头烧灼严重，且粘连拉不开，会扩大事故，引起更多设备停电，对操作人员安全也有很大威胁。此种处理方式存在很大安全风险。

②放弧很严重，此时线路负荷很重（满载或接近满载），倒母分流后电流仍然较大，拉刀闸仍具有风险，缺陷有明显的发展趋势，但短时不会危及设备安全。处理方法：申请旁路带路先转移负荷再停电处理。汇报调度，申请用旁路开关带路运行后，将缺陷刀闸所在开关停电，再将故障刀闸停电处理。优点：线路不停电，隔离故障点安全。安全风险：旁路带路操作时间比倒母操作时间稍长，未及时限制缺陷的进一步发展，线路负荷重，又加重了缺陷的发展，在带路操作过程中，如果缺陷发展到相间短路或相间接地故障，将引起220 kV母差动作，跳开母联开关及所在母线上运行的开关，造成一组母线停电。相对倒母过程中缺陷发展引起母差动作的事故小得多。安全风险小。

③根据缺陷现象判断，缺陷发展非常迅速，同时线路负荷又很重（满载或接近满载），已严重威胁设备的安全运行，如不及时处理，就可能造成停电事故和设备损伤事故。值班员通过转移负荷或降低负荷及倒母隔离故障点已经来不及，缺陷随时有可能发展为刀闸相间短路或相间接地短路故障，引起母差動作。处理方法：直接停线路，隔离故障。

根据《调规》要求：下列情况之一，可以不经许可，即行断开设备的电源：在设备发生人身触电事故时，为了解救触电人，可以不经许可，即行断开设备的电源；设备着火；设备严重损坏；严重危及设备安全。

经过分析判断，属于设备严重损坏和严重危及设备安全两种情况，可以不经调度许可直接拉该线路开关，拉开刀闸，隔离故障点。优点是：及时阻止了缺陷发展，减少对设备损坏程度，操作中保证人身安全，保证了非故障设备正常运行。缺点是：造成线路停电。安全风险：如果值班员对缺陷性质判断有误，将造成不必要的设备停电。

3 综合分析，针对母线刀闸故障处理的方法有

3.1 一般及严重缺陷的处理

及时汇报调度，在调度的命令下，进行倒母操作，隔离故障，线路不停电。

3.2 介于严重和危急缺陷之间的处理有两种方式

一种是降低负荷倒母，隔离故障点；另一种是旁路带路转移负荷后，停开关，隔离故障，两种方式线路都不停电。具体采用哪种方式，应根据现场具体情况，如负荷、潮流等情况而定，特别是调度的命令要求。

3.3 危急缺陷的处理

直接先停线路开关，再汇报调度，线路停电。

4 处理该类型故障，对值班员的要求

值班员需要具备很高的业务技能，对缺陷分析判断要准确，会正确判断缺陷发展的趋势；根据具体情况果断做出不同的处理方法；汇报相应调度要准确、简明；处理要及时果断；对现场运行规程要熟练掌握，倒闸操作要又快又正确。同时，要求值班员要有良好的心理素质，发生事故时沉着应对，冷静思考，不误判断，不错误处理缺陷、事故或异常现象等。

5 处理该类型缺陷的难点

关键在于对缺陷性质的正确判断。针对几种不同的缺陷情况，处理方法不同，目的在于尽快隔离故障点，减小停电损失，尽快恢复非故障设备供电。

6 对本次缺陷处理的思考及运行中的对策

针对单柱垂直断口单臂式户外高压隔离开关，据不完全统计，由于刀闸及附件出现故障造成电网事故的情况是有过的。川电[2006]169号文通报的福建超高公司对500 kV福州变进行220 kV刀闸倒闸操作时，发生了一起因水平伸缩式刀闸柺臂导电杆内污水流出，污水经支柱瓷瓶引发对地闪络而造成电网事故——220 kV两组母线上的运行开关全部跳闸。（属于产品设计缺陷）。事故刀闸型号：SPOT、意大利ALSTOⅡ厂2001年产品，未设计排水孔，2003年以后产品导电杆有直径6 mm的排水孔。还发生过刀闸连杆插销脱落造成的电网事故（属于设备质量问题）。

怎样才能尽可能减少这种风险呢？

6.1 严把设备选型、招投标、工程质量和验收关

对已经运行中的设备，按照有关开关类设备的管理规定和反措要求，定期作好设备的运行维护和检修工作。

6.2 检修管理方面

按照规定，定期进行小修，认真检查和处理高压开关类设备机械传动部位变形、脱落、松动、卡涩等缺陷，重视开关类设备的绝缘故障，应重点检查合闸电阻、绝缘拉杆、盆式绝缘子、断口距离、机械性能、接触电阻、密封性能等。保证检修质量。

6.3 运行维护方面

提高运行人员技能水平，尤其事故处理的能力。强调设备巡视的质量，加强运行监视，作好事故预想和紧急处理预案，一旦发生缺陷或事故，能够正确、迅速地处理，控制缺陷或事故进一步发展，缩小事故范围，尽快恢复非故障设备供电，减小事故损失。

6.4 先进技术的使用

使用工器具及仪表进行检查，如红外测温、红外成像仪成像等技术，是发现设备过热最有效的方法，目前使用较广。特别是在线监测技术的适时运用，确保设备安全可靠运行。

7 结 语

通过此次刀闸缺陷处理，提出如下建议：①值班人员操作此类型刀闸时，应认真监视刀闸运动轨迹；②应利用状态检修和设备停电机会对此类型刀闸进行维护，防止刀闸弹簧、固定螺丝、传动连杆松动发生事故或障碍。运行人员一定要认真落实安全职责，增强自身的工作责任心，把好设备验收关，认真检查验收设备设计上的缺陷，落实安全预防措施。要加强现场施工监督，开展各类风险辨识，放过一个事故隐患， 等于在安全上埋下一颗定时炸弹。认真学习事故通报，分析事故原因，结合自己管辖变电站设备实际情况，把“安全第一，预防为主，综合治理”的方针落到实处，主动排查设备隐患，提出针对性的防范措施。防止各种隐患引起事故，一定要把事故消灭在萌芽状态，才能确保人身安全、设备安全和电网安全。

参考文献：

[1] 国家电网安监[2009]664號，国家电网公司电力安全工作规程[S].