一起断路器传动试验重合闸不成功缺陷分析

一起断路器传动试验重合闸不成功缺陷分析

卫星舟

（云南电网有限责任公司红河供电局云南蒙自661100）

摘要：重合闸装置是将因故障跳开后的断路器按需要自动投入的一种自动装置。传动试验是保护专业定检工作中一个重要试验项目。传动试验验证单重方式重合闸后加速，模拟单相永久性故障，断路器先单相分闸，后单相重合，再加速三相分闸。重合闸单相不成功意味着运行中遇到故障时不管是永久性故障还是瞬时性故障，断路器三相都会断开，极大影响供电可靠性，延长停电时间。本文主要就定检工作中传动试验中重合闸不成功的缺陷进行分析。

关键词：重合闸；传动试验；继电保护；断路器

1、前言

在电力系统中，大多数线路故障都是瞬时性故障，如雷击、碰线、鸟害等引起的故障，在断路器瞬时断开线路后，电弧即熄灭。对于这类故障，待去游离结束后，重合闸动作合上断路器，就能恢复正常供电。此外，还有少量的永久性故障，如倒杆、断线、绝缘子击穿等。断路器断开故障线路后，重合闸动作合上断路器，故障仍然存在，保护装置会加速跳开断路器。

由输电线路故障性质可以看出，线路被断开后再进行一次重合，其成功的可能性是相当大的，这种合闸固然可以由工作人员手动进行，但由于停电时间长，效果不好，因而在电力系统中广泛采用了自动重合闸装置。在输电线路上采用自动重合闸后，不但可以纠正断路器本身机构不良、继电保护误动，误碰出口继电器等原因引起的误跳闸，还可以在瞬时性故障时快速恢复线路供电，不仅提高供电可靠性，而且可以提高系统并列运行的稳定性和线路输送容量。

1.1重合闸分类

根据重合闸控制断路器连续合闸次数的不同，可将重合闸分为多次重合闸和一次重合闸。多次重合闸一般使用在配电网中与分段器配合，自动隔离故障区段，是配电自动化的重要组成部分。而一次重合闸主要用于输电线路。

根据重合闸控制断路器相数的不同，可将重合闸分为单相重合闸、三相重合闸、综合重合闸。简单介绍其区别：

三相一次重合闸：

线路上发生任何故障，保护三跳三重。如果重合成功，线路继续运行，如果重合于永久性故障，保护再次三跳不重合。

单相一次重合闸：

线路上发生单相接地故障，保护跳开故障相，重合。如果重合成功，线路继续运行，如果重合于永久性故障，保护三跳不重合。

如果线路上发生相间故障，保护三跳不重合。

综合重合闸：

对线路单相接地故障，按单重方式处理；对线路相间故障，按三重方式处理。

2、故障现象描述

2016年2月19日，500kV红惠甲线预试定检工作，（线路主保护型号为RCS-931DSMM，辅助保护型号为RCS-925A，断路器保护型号为RCS-921A）单机试验保护逻辑正确、保护功能齐全。500kV红惠甲线5451、5452断路器投入单重方式，即单相跳闸单相重合，多相跳闸不重合。5451断路器重合闸后加速功能传动试验成功，对5452断路器做后加速功能传动试验，结果5452断路器A相跳开，RCS-921A重合闸不动作，后跳开B、C相。经现场查看，操作箱CZX-22R上跳位指示灯状态与5452断路器实际状态一致，查看RCS-931DSMM、RCS-921A报文确认重合闸没有动作，也没有后加速报文，也没有各类三跳动作报文。

3、故障分析查找

3.1重合闸不动作可能原因

1）通过查看定值单，5452断路器的重合由RCS-921A装置实现，若装置逻辑不正确可能导致重合闸不成功；

2）操作箱CZX-22R内的ZHJ继电器或接点有问题；

3）由于各种原因导致的重合闸闭锁，重合闸放电，如单重方式下多个TWJ同时动作，死区动作，充电保护动作，各类三相跳闸开入等；

4）合闸回路存在问题，合闸回路接触不良等；

5）断路器机构卡涩。

3.2故障位置判断

1）切除出口连接片，断开5452断路器控制电源，重新进行了重合闸功能验证，功能正常，说明问题不在RCS-921A上，可能在屏柜回路接线，操作箱上或者汇控箱内。装置联系如图1所示：

图1装置回路联系图

2）脱开合闸回路7A、7B、7C外部回路接线，投入出口连接片，合上5452断路器控制电源，模拟A相重合闸后加速，使用万用表在4D112端子量取电位，在A相重合闸动作时4D112带正电，说明操作箱CZX-22R内的ZHJ继电器或接点没有问题。

3）查看RCS-921A报文，进行传动试验时A相跳闸后没有重合闸闭锁报文。

4）之后对A相进行单相合闸，A相合闸成功，但同时B、C相也合闸，说明机构没有卡涩，猜测问题出在汇控箱内，且问题较大可能在合闸回路。

3.3结合现场图纸寻找故障位置

首先对照图3，现场确认了接线与图示一致。

如图2，B、C两相原理同A相。三相的跳位继分别由4D112、4D114、4D116到汇控箱，对照图3，回顾之前合A相时B、C两相也合上的现象，说明A相合闸回路导通过程中B、C相的合闸回路也导通。

图2CZX-22RA相合闸回路接点联系图

图3汇控箱合闸回路简图

A相合闸回路导通过程为：正电通过4D112端子、远方就地开关ER（43L/R）、防跳继电器接点52YA、断路器接点52LCA、A相合闸线圈52CCA导通负电，从而A相合闸线圈励磁，完成断路器A相合闸（如图中标注）。

B、C两相的合闸线圈励磁，结合图3推测二极管D7被击穿。

若D7被击穿，则A相合闸时，正电可以通过D7、D8、防跳继电器接点52YB、断路器B相辅助接点、B相合闸线圈52CCB导通负电，从而B相合闸线圈带电（C相原理同B相）。

3.4缺陷分析

按照D7被击穿的推测，回到故障现象，在A相断路器分闸之后，断路器A相辅助接点52LCA闭合，负电经其导回4D112，A相合闸监视回路导通，使TWJa线圈励磁；同时负电经击穿的D7分别经D8、D9回到4D114、4D116，B、C相合闸监视回路导通，使TWJb，TWJc线圈励磁。

如图4中所示，因为模拟的状态量是加在RCS-931DSMM与RCS-925A上的，RCS-921A并没有电流输入。

图4装置电流回路图

则对于RCS-921A，三相都无流。对应图5中标注（标有箭头和状态），TWJA、TWJB、TWJC线圈都励磁，满足重合闸放电逻辑。

传动试验时断路器A相刚断开即满足重合闸放电逻辑，重合闸放电，A相重合不成功，然后由断路器机构本体三相不一致跳三相使B、C两相分闸。推测符合目前已发生的现象。

图5RCS-921A重合闸逻辑方框图

3.5实际验证猜想

1）首先用万用表在汇控箱处测量二极管D7、D8、D9的正向反向通断，但测量时二极管正向反向都是时通时断，测量失败。

2）用试验的方法验证：合上5452断路器控制电源，退出本体三相不一致保护，合上5452断路器，在汇控箱处短接正电至A相跳闸回路，跳开断路器A相，操作箱CZX-22R上A、B、C三相跳位灯都点亮，但实际位置只有A相是断开的，符合A相合闸回路中二极管D7击穿的推测，对B、C两相做了相同试验，结果跳B相只有B相跳位灯点亮，跳C相三相跳位灯都点亮。断开三相断路器，对每一相分别进行单相合闸，结果合A相与合C相时三相均合上，合B相时只有B相合上。

试验证明汇控箱里A、C相合闸回路中二极管D7、D9均被击穿。

3.6缺陷处理

在该站找到备用二极管，断开5452断路器控制电源后更换A、C相合闸回路中二极管D7、D9。更换之后重新进行5452断路器重合闸后加速传动试验，试验成功。

3.7原因分析

1）直接原因：断路器合闸回路中二极管击穿。

2）间接原因：运行过程中二极管已发生击穿；元器件老化，耐压值降低，控制回路绝缘检测时，二极管发生击穿。

4、预控措施

1）对于该类断路器控制回路绝缘检测前使用二次措施单脱开相应回路；

2）对于该类断路器，正常运行时无法监测二极管状态，定检时进行重点检查；

3）对于此类易损件备好相应备品备件。

5、结束语

电力系统的安全稳定运行，很大程度取决于变电设备的正常运行，其中二次设备出现缺陷时将降低电网的安全性和可靠性，甚至造成严重后果，及时处理变电二次设备缺陷是变电二次人员的职责，提高相关知识的掌握程度，细心揣摩，不断总结，才能第一时间消除缺陷，保证电网安全。

参考文献：

[1]RCS-921A（A_HD）型断路器失灵保护及自动重合闸装置技术和使用说明书

[2]RCS-931系列超高压线路成套保护装置技术说明书

[3]国家电力调度通信中心，国家电网公司继电保护培训教材，中国电力出版社，2009.4

[4]国家电力调度通信中心，电力系统继电保护实用技术问答（第二版），中国电力出版社，2000.2

[5]张保会尹向根，电力系统继电保护（第二版），中国电力出版社，2010.3