一起500千伏变电站断路器异常事件处理

王孝灵

【摘要】变电站是电力系统中变换电压、接受和分配电能、控制电力的流向和调整电压的电力设施，断路器在电力系统正常运行情况下用来合上和断开电路，故障时在继电保护装置控制下自动把故障设备和线路断开，对电网的稳定运行有重要的影响。断路器设备的正常运转，需要变电运行、高压预防性试验、继电保护等专业相互配合。针对一起500千伏变电站断路器异常情况下线路跳闸事件的处理，浅谈断路器设备的运行和维护经验，该案例可为运行维护人员提供借鉴。

【关键词】变电站；断路器；变电运行；继电保护；异常事件

引言

高压断路器是高压开关设备中最重要、最复杂的开关设备。高压断路器有强有力的灭弧装置，在电网中起两方面作用，一是根据电网运行的需要，将部分电气设备或线路投入或退出运行的控制作用；二是保护作用，在电气设备或线路发生故障情况时，继电保护等装置发出跳闸信号使断路器跳闸，将故障设备或线路从电网中切除，确保电网能正常运行。

高压断路器在日常运行中能否得到全面、正确维护，关系到电网的稳定运行。

一、运行方式及事件概况

该500千伏变电站采用二分之三接线，事件发生前母线、开关设备均正常运行，相应保护装置按照要求投入（重合闸均为单重），其中异常断路器5021重合闸先重功能投入。

发生跳闸后，5021断路器A相在分位，B、C相在合位，5022断路器三相在合位，相应线路在运行状态。现场检查发现，相应线路保护、开关保护均动作，5021断路器重合闸动作不成功，5022断路器重合闸动作成功。事件发生后，值班员根据处置原则将线路停运，隔离故障设备进行异常排查。

5021断路器最近一次预试定检时间为事件发生前一年。其中预防性试验内容包括：断路器导电回路电阻测量，分、合闸电磁铁动作电压测量，断路器时间参量测量（相间同期测量、断口间同期测量），断口并联电容器绝缘电阻、电容量及介损测量，SF6气体含水量测试、SF6气体分解产物测量，结果合格；保护定检内容包括了对本体三相不一致继电器的延时以及出口跳闸功能校验，结果合格。

该断路器事件异常原因有两点：一是5021断路器A相未重合，需要对断路器一次机构进行检查；二是断路器非全相运行后三相不一致保护未动作该断路器跳闸，需要排查三相不一致保护运行情况。

二、断路器未重合原因分析

5021断路器未重合及三相不一致未动作原因分析如下：

1、5021断路器A相跳开后，5021断路器保护RCS-921A于保护启动后432ms后“合闸压力降低”开入，且监控信号发“5021断路器低油压合闸闭锁”信号。5021断路器油压力低闭锁合闸回路导致合闸回路断开，因此5021断路器未重合。现场检查断路器弹簧储能未达到厂家规定要求。

2、低油压合闸闭锁故障分析及处理。经现场检查发现辅助继电器49MX处于励磁状态，导致电机储能控制回路断开（49MX常闭接点断开），电机回路无法正常工作，断路器动作后无法储能，出现低油压合闸闭锁信号。

经分析导致电机保护回路49MX继电器吸合原因存在热耦继电器49M和时间继电器48T故障可能。经过排查，发现48TC时间继电器故障（使用万用电表和秒表检查48TC时间继电器，拉动继电器拉杆，同时计时，第一次发现时间继电器延时42秒后动作，第二次15秒后动作，而标准设定时间为150秒）。更换新时间继电器后，进行五次分合闸操作，电机储能正常。

三、断路器三相不一致保护未动作原因分析

5021断路器A相跳开未重合，断路器保护和本体三相不一致保护均未有效动作。原因分析如下：

1、5021断路器保护三相不一致保护未动作原因。

根据断路器保护装置原理：当不一致保护投入，任一相TWJ动作，且无电流时，确认为该相断路器在跳闸位置，经整定的动作时间（2s）满足不一致动作条件时，出口跳开本断路器。由于5021断路器合闸回路断开，造成5021断路器跳位返回，未达到三相不一致保护动作时间。故5021断路器保护三相不一致保护正确未动作。

2、5021断路器本体三相不一致保护未动作原因。

经现场试验检查，5021断路器本体三相不一致回路正确，5021断路器本体三相不一致时间整定正确，相应时间继电器、返回时间继电器正确动作。5021断路器本体三相不一致出口继电器47TX出现卡涩。5021断路器非全相分闸回路中47TX接点无法闭合，导致5021断路器未跳开。现场更换5021断路器本体三相不一致出口继电器47TX后经传动试验正确。

四、其他异常原因及处理

经排查，发现现已接入监控后台的闭锁信号有SF6低气压报警信号、SF6低气压闭锁信号、低油压分闸闭锁信号、低油压合闸闭锁信号、电机运转信号等。未接入监控后台的闭锁信号有低油压重合闸闭锁信号、辅助继电器接点信号，导致运行值班人员无法通过监控系统了解现场继电器及断路器运行情况。

事故处理后，运行值班人员对同类型断路器本体三相不一致出口继电器47TX及热耦继电器和时间继电器状态进行全面排查，结合停电检修等机会对损坏继电器进行更换。同时，辅助继电器动作信号、低油压重合闸闭锁信号加入监控机监视，便于发现电机控制回路故障。

五、事件启发

在常规的500千伏变电站断路器维护工作中，除开展正常的断路器高压预防性试验、保护定检等工作外，还应全面关注在设计、运行中可能出现的各种异常情况，采取相应应对措施，制定应急处置方案，保证电网的正常稳定运行。变电运行人员应该熟练掌握对断路器的结构原理及二次接线，并进行相应的反事故演练，才能正确及时地处理故障，缩短处理时间，确保电网和设备的安全稳定运行。

参考文献

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