一起开关控制回路断线异常信号的处理及分析

伍太萍，朱丽华，廖言宝，程 正

（1.国网江西省电力公司，江西南昌 330077；2.国网江西省电力公司检修分公司，江西南昌 330096；3.国网江西省电力科学研究院，江西南昌 330096）

0 引言

某500 kV 变电站一起开关合闸状态下控制回路断线的实例，对控制回路断线、压力低禁止操作等开关控制回路和机构的异常信号产生原因进行了详细的分析，并提出了改进措施和建议。

国家电网公司实行“调控一体化”和变电站无人值班后，当无人值班站发生设备故障或异常时，调控中心值班监控员通知运维站派人至现场检查，而运维人员赶至现场时间受交通因素、天气状况等影响，相比变电站有人值班降低了故障处置效率。为了充分发挥调控一体化建设成效，提升电网应急处置效率，加快恢复故障停运线路，值班监控员在线路故障停运后，变电运维人员到达现场前，应立即收集监控告警、故障录波和工业视频等相关信息，对线路故障情况进行初步分析判断，并及时向调度员汇报站内设备是否具备线路远方试送操作条件。因此，当电网或设备发生故障时，监控员对监控信号的分析判断能力，对准确和快速处理故障有着重大的影响。

开关控制回路断线，是一种较常见的开关设备故障，严重威胁电网的安全运行。特别是开关在合闸状态下发生控制回路断线，若不及时处理，当电网或设备故障保护出口时，开关拒动将造成越级跳闸，导致事故范围扩大。因此，监控员应熟悉开关控制回路，了解常见的控制回路断线的原因。本文通过

1 异常情况处理

2014年2月23日09时42分05秒江西省调监控系统异常音响动作，某500 kV变电站报出以下异常信号：

220 kV甲线214开关控制回路断线；

220 kV甲线214开关压力低禁止操作；

220 kV 甲线RCS901B 纵联方向保护合闸压力降低；

220 kV 甲线CSL101B 纵联距离保护低气压开入。

相关设备情况：220 kV 甲线保护配置有高频闭锁保护CSL-101B（北京四方）、方向高频保护RCS-901B（南京南瑞）、操作箱CZX-12R（南京南瑞）；214开关：河南平高LW10B-252W，液压机构。

值班监控员发现监控异常信号后通知运维站派人至现场检查，运维人员检查发现：214开关SF6压力和液压均正常，开关操作箱第一组“OP”灯不亮，第二组“OP”灯亮；开关第一组和第二组控制电源空气开关均在合位；甲线高频闭锁保护CSL-101B 装置“充电”灯灭，液晶显示低气压开入；方向高频保护RCS-901B 装置“充电”灯灭，液晶显示合闸压力降低。通过检查情况可以判断214 开关第一组控制回路断线。此时214 开关第一跳闸回路不能进行分闸和保护跳闸，而第二跳闸回路正常，开关收到保护单跳出口命令后将直接三跳不重合。于是调度员通知现场立即查找故障点并尽快恢复。

2 故障原因分析

常见开关控制回路断线的原因有：1）控制电源消失，如空开跳开；2）分合闸位置继电器故障；3）SF6气压低闭锁；4）弹簧机构弹簧未储能；5）液压机构油压低闭锁分（合）闸；6）开关辅助接点接触不良；7）分合闸线圈烧毁；8）控制回路端子接线松动；9）控制回路断线，如连接线烧毁。因214 开关SF6压力和液压均正常，可判断控制回路断线由二次回路异常或电源消失引起。

异常发生时，变电站现场有220 kV 乙线保护装置改造的检修工作，运维人员到现场后通知检修人员立即停止工作。因检修人员在保护小室直流分屏I后对乙线保护装置电源端子处进行过拆接线工作，于是对端子接线情况进行检查，发现214开关第一组控制电源的端子在拆接线端子的正上方，且控制电源的正极电缆端子存在松动。在对端子进行紧固后异常现象消除，监控异常信号返回，因此可确定此次异常为214开关第一组控制电源的端子松动引起。

3 异常信号分析

3.1 控制回路断线信号分析

如图1所示，开关控制回路断线信号现场未短接未合并前，第一组控制回路断线信号回路是由第一组跳闸回路的合闸位置继电器（11HWJa、11HWJb、11HWJc）常闭接点与合闸回路的跳闸位置继电器（3TWJa、3TWJb、3TWJc）常闭接点串联组成；第二组控制回路断线信号回路是由第二组跳闸回路的合闸位置继电器（21HWJa、21HWJb、21HWJc）常闭接点与合闸回路的跳闸位置继电器常闭接点串联组成。

图1 开关信号回路

开关正常运行时，防跳继电器不动作，远近控切换开关在“远控”位置，即图2 中SPT 接点和防跳KF常闭接点均闭合。开关在合位时，图2中A相跳位监视回路中开关辅助接点Q1 常闭接点打开，1TWJa 继电器失压；A相合位监视1和2回路中Q1常开接点闭合，11HWJa 和21HWJa 继电器动作。因此图1 中1TWJa 常闭接点闭合，11HWJa 和21HWJa 常闭接点打开，控制回路断线信号回路未接通（以A 相为例，B、C相同理），不发控制回路断线信号。

图2 开关跳合闸和电源监视回路

此次异常中开关第一组控制电源正极电缆接线松动导致第一组控制电源消失，图2中QS1+和QS1-之间电压差为零，11HWJa和1TWJa继电器失压，图1中11HWJa和1TWJa常闭接点闭合，虽21HWJa常闭接点打开，但因现场接线时将第一、二组控制回路断线信号回路短接，监控发“开关控制回路断线”信号。

3.2 压力低禁止操作信号分析

如图1所示，压力低禁止操作信号现场未短接合并前，压力监视分为压力低禁止跳闸、压力低禁止合闸、压力低禁止重合闸、压力低禁止操作四个信号。下面对以上四个信号的产生原因分别进行介绍：

1）当任一相开关液压低于分闸闭锁值19.5 MPa时，图3中相应的KP1、KP2接点闭合，11YJJ、12YJJ继电器失压，闭锁开关分合闸，同时图1中的11YJJ常闭接点闭合，发“压力低禁止跳闸”信号。

2）当任一相开关液压低于合闸闭锁值21.5 MPa时，图3中相应的KP3接点闭合，3YJJ继电器失压，闭锁开关合闸，同时图1中的3YJJ常闭接点闭合，发“压力低禁止合闸”信号。

3）当任一相开关液压低于重合闸闭锁值23.5 MPa时，图3 中相应的KP4 接点闭合，21YJJ、21YJJ……、22YJJ继电器失压，闭锁开关重合闸，同时图1中的22YJJ常闭接点闭合，发“压力低禁止重合闸”信号。

图3 开关压力监视回路

4）当任一相开关SF6压力低于闭锁值0.5 Mpa时，图3中相应的KD2接点闭合，4YJJ继电器动作，4YJJ常开接点闭合，使得11YJJ、12YJJ继电器失压，闭锁开关分合闸。同时图1中4YJJ常开接点和11YJJ常闭接点闭合，发“压力低禁止操作”和“压力低禁止跳闸”信号。因压力闭锁回路电源与第一组控制电源共用，此次异常中第一组控制电源消失，使得图3中的11YJJ、12YJJ、21YJJ、21YJJ、22YJJ、3YJJ继电器失压，图1中相应常闭接点闭合，虽4YJJ常开接点打开，但现场接线时将四个信号回路短接合并，于是监控发“压力低禁止操作”信号。

3.3 保护装置低气压开入和合闸压力降低信号分析

214开关第一组控制电源消失，图3中的21YJJ继电器失压后，开入至两套线路保护装置压力低闭锁重合闸回路的21YJJ常闭接点闭合，闭锁重合闸，同时合闸回路失电，单相故障时，保护三跳不重。因此，两套线路保护装置发“低气压开入”和“合闸压力降低”信号。

4 改进措施与建议

1）对变电站合并、缺失信号参照《国网典型信息表》进行排查和整改。

对合并的开关控制回路断线和压力低禁止操作信号回路进行改造，开关控制回路断线应分为第一组和第二组控制回路断线两个信号，压力低禁止操作应分为压力低禁止重合闸、压力低禁止合闸、压力低禁止跳闸、SF6压力低禁止操作四个信号。开关第一组控制回路断线时，第二组跳闸回路可正常分闸和保护跳闸，开关收到保护跳闸命令后直接三跳不重合；第二组控制回路断线时，开关可正常分合闸、保护跳闸和重合闸；若两组控制回路均断线时，开关不能进行分合闸和保护跳闸，必须尽快隔离，以免发生故障时开关拒动，扩大事故范围。开关液压降低按压力值的大小顺序分为以下三个阶段：禁止重合闸、禁止合闸、禁止跳闸，SF6压力低闭锁则同时禁止重合闸、合闸和跳闸，这四个信号的异常情况对应着不同的故障处理方法。变电站无人值班后，当监控发出开关控制回路断线或压力低禁止操作的合并信号后，运维人员又不能及时赶至现场检查时，调控人员不能及时准确分析判断异常情况和可能导致的后果，严重影响了故障处理的效率和准确性。

对控制电源监视信号回路未接线和无控制电源监视回路的开关进行整改，增加开关控制电源消失信号，对于双跳圈的开关还应分别提供第一组和第二组控制电源消失的信号。若开关控制电源消失和开关控制回路断线信号同时出现，则可确定异常是控制电源消失引起，运维人员至现场后可重点检查控制电源空开是否跳开或控制电源是否断线。本文案例中因控制电源消失信号现场未接线，发出控制回路断线的同时未发出控制电源消失信号，于是运维人员着重检查了开关液压和SF6压力，把检查重点放在开关的控制回路而非电源回路，不利于故障的快速判断和定位，延长了异常处理的时间。

2）加强监控人员和运维人员的业务培训。

调控一体化和无人值班实行后，对调控人员和运维人员提出了新的挑战，故障处置需要调度、监控和运维人员三方的密切配合，任何环节出现问题都会影响整个故障处置的效率和准确性。应定期组织监控员到现场培训，熟悉现场设备及相关二次回路，提高监控员对监控信号的分析判断能力。运维人员应熟悉所辖各无人站现场设备情况，清楚各信号出现时现场对应的检查内容，快速准确地进行检查并及时将检查结果向调度员和监控员汇报。

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