(国网四川省电力公司北川羌族自治县供电分公司)
摘要:在变电站中,高压断路器不仅可以切断或闭合高压电路中的空载电流和负荷电流,而且当系统发生故障时,能切断过负荷电流和短路电流。所以,保证断路器的可靠运行,及时排除断路器存在的故障十分重要。本文针对一起XGN8A-40.5充气式开关柜断路器在合闸时,合闸线圈烧毁的故障进行分析,提出了后期预防控制措施。
关键词:开关柜;断路器;合闸线圈;辅助转换开关;防跳继电器
1.引言
随着电力工业的迅速发展,电网安全稳定运行日益重要,特别是变电站发生事故,可能造成局部电网瘫痪。近期我公司发现一起北京北开电气有限公司生产的XGN8A-40.5充气式开关柜断路器合闸不久后就使合闸线圈烧毁,造成一条35kV线路被迫停运事件。通过认真分析本次事故从而得到该批次开关柜存在的缺陷,由此避免了同批次开关柜再次出现类似故障,造成不必要的电网事故。
2.发现问题
2.1事件发生前设备运行工况
事件发生前,35kV××线保护动作出口,开关跳闸,使35kV××线停运。
2.2事件发生过程
故障处理完毕后,运维人员开始送电操作,合闸成功。大约3分钟过后,配调通知运行人员“35kV××线控制回路断线动作,立即对设备进行检查”运行人员立即到现场进行检查,发现控制电源空开确已跳闸,保护装置发“控制回路断线告警”,并且闻到现场有很重的烧焦味,怀疑二次回路上有元件烧毁。运行人员立即将现场情况告知调度和检修人员。
2.3事件发生后隔离措施
为确保35kV××线安全可靠,配调立即下令“将35kV××线由运行转冷备用”,并要求检修班查明故障原因并进行处理。
2.4初步检查分析
检修人员到达现场检查,首先拆除操作机构挡板,检查烧毁部件。拆除挡板后,发现开关合闸线圈外壳有烧伤痕迹,线圈二次出线有烧焦痕迹,确认合闸线圈烧毁。同时观察发现防跳继电器灯处于常亮状态,说明防跳继电器已经启动。
接着,按照“先简后难、先外后内、先一次后二次”的处理原则,检修人员检查控制电源空开和储能电源空开断开,手动分合操作机构后,断路器均能正确动作。证明操作机构机械部分正常。
在检查合闸回路过程中,发现开关虽已合闸,但是防跳继电器KO的4、12常闭触点仍然处于闭合状态,辅助转换开关1、3常闭触点仍然处于闭合状态,导致合闸回路导通而长时间带电,使合闸线圈烧毁。
进一步检查确认,开关辅助转换开关安装不牢固,在多次操作后,固定螺栓已经松动变位,用手轻摇即有晃动迹象。检修人员在确认开关已经分闸、弹簧未储能的状态下,取下辅助转换开关后,发现辅助转换开关背后的1、3常闭触点已烧毁粘连。
同时,观察发现合闸回路上防跳继电器灯常亮,但是防跳继电器上的4、12常闭触点仍处于闭合状态,说明该防跳继电器不能正确动作,导致开关合闸回路长时间带电,致合闸线圈烧毁。
综上所述,此次故障是由于辅助转换开关和防跳继电器同时故障,导致合闸回路导通而长时间带电,使合闸线圈烧毁。
3.处理经过
因该站于2017年新建投运,该充气式开关柜属于封闭式设备,合闸线圈、辅助转换开关、防跳继电器现场均没有备件,导致合闸回路故障不能及时处理,35kV××线被迫停运。检修人员立即和北京北开电气有限公司售后人员协调,说明开关合闸回路故障相关情况,并要求厂家立即邮寄合闸线圈、辅助开关和防跳继电器各一个。厂家人员回复“该型号开关合闸回路操作机构内的合闸线圈备件,是由另一厂家制造,需要从该处采购,会耽误发货时间”。
四天后,备件到货,检修人员对合闸线圈、辅助转换开关和防跳继电器型号进行了仔细比对,确认无误。然后对合闸线圈阻值进行了测量,测量结果为174欧姆,符合要求。
接着立即对开关合闸线圈、辅助转换开关和防跳继电器进行更换。在更换前,检修人员严格注意以下安全事项:(1)将分合闸弹簧释能;(2)确认断路器处于分闸位置;(3)更换二次回路元件时,确认均无电压,并填好二次回路安全措施票,做好相应记录;(4)安装机构各连接、紧固件时,确认连接部位松动无卡阻。
在更换完成后,首先进行断路器操动机构试验,在分合断路器多次后均能正常分合。接着进行断路器机械特性试验合格。30%额定电压三次不动作,65%最低分闸电压可靠动作,80%最低合闸电压可靠动作。试验数据合格。
检修人员会同现场运行人员再次确认检查,确认开关故障处理完毕,设备具备带电条件。在汇报调度后,开始送电操作,35kV××线恢复运行。
4.解决办法
4.1根据此次故障分析处理结果,按照“国家电网公司变电检修管理规定(试行)第2分册断路器检修细则”的规定,二次回路稳定运行必须遵循以下要求:
(1)辅助开关应安装牢固,应能防止因多次操作松动变位。辅助开关接点应转换灵活、切换可靠、性能稳定。辅助开关与机构间的连接应松紧适当、转换灵活,并应能满足通电时间的要求。
(2)二次元器件无损伤,各种接触器、继电器、微动开关、加热驱潮装置和辅助开关的动作应准确、可靠,接点应接触良好、无烧损或锈蚀。
4.2更换处理后需进行断路器机械特性和操动机构试验:合闸时间、分闸时间测试结果应满足制造厂规定值,三相分闸不同期不大于3ms,三相合闸不同期不大于5ms。并联合闸脱扣器在合闸装置额定电源电压的85%~110%范围内,应可靠动作;并联分闸脱扣器在分闸装置额定电源电压的65%~110%(直流)或85%~110%(交流)范围内,应可靠动作;当电源电压低于额定电压的30%时,脱扣器不应脱扣。
4.3该站投运时间不到一年。开关由热备用转运行后,辅助开关触点烧毁和防跳继电器不动作,导致合闸线圈烧毁。说明北京北开电气有限公司提供的该型号开关二次回路不可靠。要求在该站全站停电检修时,厂家排出专业人员到现场,对其余开关柜二次回路仔细排查,特别是辅助转换开关固定螺栓和二次接线端子,确保类似故障不会发生。
4.4该站二次回路需拆除挡板,属于封闭式设备。按照建站时协议内容,二次回路各元器件没有备件,在开关出现故障后,联系厂家采购备件,而厂家没有该型号开关辅助开关和防跳继电器备件,需从另一厂家采购,导致停运时间延长。
4.5该站站内备件准备不足,导致开关合闸回路故障时,不能及时处理。要求检修班组立即采购相关备件,做到故障时能及时处理。同时,对其余各站备件情况进行全面梳理,对没有的备件及时申报购买,做到变电站出现故障时能及时处理。
4.6建议在设备采购时,选用更加可靠的厂家,确保类似事件不再发生。
5.结束语
总而言之,在电力系统的运行过程中,变电站断路器具有至关重要的作用,随着新的断路器使用越来越多,必然出现许多问题,所以在今后的断路器维护、缺陷处理中,应深挖故障原因,避免类似缺陷的存在,并提前做好预防工作,确保变电站的稳定运行,提高电力系统的供电质量。
参考文献】
[1]充气式开关柜运维检修试验安全导则.
[2]国家电网公司变电检修管理规定(试行)第2分册断路器检修细则.