500kV交流断路器储能电源异常风险分析及改进措施研究

500kV 交流断路器储能电源异常风险分析及改进措施研究

李金安 龙建华

中国南方电网有限责任公司超高压输电公司广州局，广东 广州 510 663

摘 要：通过对某换流站内一起500kV交流断路器储能电机电源异常导致断路器分闸后无法正常储能的事件分析，发现某换流站内存在500kV交流断路器储能电机电源回路故障后无有效监控手段的潜在风险。针对存在的风险，本文提出了改进措施，可有效监视交流断路器储能电机电源回路运行情况，出现异常后能有效提醒运行人员及时检查处理。

关键词：交流断路器；储能电源；风险分析；改进措施

0 引言

高压断路器作为电力系统中重要的电器设备，主要承担切断和接通正常情况下高压电路中的空载电流和负荷电流的作用，除此之外，它还可以在系统发生故障事与保护装置及自动装置相配合，迅速切断故障电源，防止事故扩大，保证系统的安全运行。储能机构是断路器分合闸单元中重要的元器件，储能电机电源异常将导致储能机构的无法正常储能，进而可能造成断路器的拒动，严重威胁系统运行安全^【1-3】。

1 断路器储能电源回路

某换流站内500kV交流断路器储能电机电源回路如图1所示，该回路共有四级电源空开，由中央配室400V配电柜内经空开QM送至动力电源箱，动力电源箱内经断路器端子箱电源空开QF送至各间隔的断路器端子箱，在断路器端子箱内经空开F182送至断路器就地控制柜，断路器就地控制柜内经储能电机电源空开QF1/QF2/QF3分别送至A/B/C三相储能电机。其中400V控制柜内QM空开、动力电源箱内QF空开均无信号接点，空开跳开后无任何告警信号，无法及时提醒运维人员及时检查处理。断路器端子箱内F182空开，就地控制柜内储能电机电源空开QF1/QF2/QF3均有信号接点，空开跳开后会发告警信号，可提醒运维人员及时检查处理。

图1 交流断路器储能电机电源回路

2 事件分析

某换流站500kV交流场接线方式为3/2接线方式，交流断路器储能方式为液压碟簧储能，某日在开展某断路器停电操作时，断路器分闸后，现场发现断路器三相储能电机均未启动打压，约5分钟后报断路器低油压闭锁，现场检查发现断路器三相未储能到位，断路器就地控制柜内三相储能电机电源空开QF1/QF2/QF3均在合闸位置，断路器端子箱内F182空开在合闸位置，动力电源箱内断路器端子箱电源空开QF在分闸位置，中央配室400V配电柜内经空开QM在合闸位置，查阅工作站告警信号，QF空开跳开无任何相关告警信号，随即试合动力电源箱内QF空开成功，断路器正常储能。

3 风险分析

储能电机电源回路异常未能及时发现，将导致断路器无法正常储能。而500kV液压碟簧断路器在正常运行时，储能会随着运行时间缓慢自然释放，根据运行经验，若断路器在无法正常储能状况下，自然泄压20天左右，进行断路器分闸操作后，其储能值将达到合闸储能闭锁值，液压碟簧储能将无法满足一次合闸要求，断路器将无法合闸，这将可能导致线路断路器在跳闸后重合闸拒动，若断路器储能进一步自然泄压至分闸闭锁值，将导致断路器分合闸闭锁，开关将无法再才进行操作，将会扩大设备影响范围。

4 改进建议

方案一：如图2所示，断路器储能电源回路各级空开均采用带信号接点的空开，信号接点均接入告警信号回路，当回路中各级空开跳开时，工作站均会发告警信号，提醒运维人员及时对断路器储能电源回路各级空开进行检查，及时排除故障。

图2 交流断路器储能电机电源回路优化方案一

方案二：如图3所示，在断路器储能电源回路末端增加监视电压的电压监视继电器TVR，继电器信号接点接入告警信号回路，当储能电源回路存在失压、缺相等异常时，电压监视继电器动作，工作站发告警信号，提醒运维人员及时对断路器储能电源全回路进行检查，及时排除故障。

图3 交流断路器储能电机电源回路优化方案二

对比方案一及方案二，发现方案二需更换的设备较少，需重新配置的信号数量也较少，电压监视继电器TVR信号接点可通过替换接入原回路中QF1/QF1/QF3空开信号接点的方式实现异常报警功能，除此之外，方案二能实现对断路器储能电源回路的运行情况全监视，二方案一仅能监视断路器储能回路中各级空开的运行情况。综上所述，方案二为更优方案。

5 结语

工程应用中，对交流断路器控制回路监视较为重视，但对可能影响交流断路器分合闸的储能电源回路的监视却缺乏一定的技术手段。本文通过断路器储能电源回路的详细分析，发现了断路器可能因储能电源回路失电拒动，但却无法被及时发现的风险，针对该风险提出了两个优化方案，并对方案的优缺点进行比较，方案二更具可操作性及经济性。通过改造，可实现对断路器电源的全回路监视，可帮助运维人员及时发现断路器电源回路故障情况并处理，有效控制了断路器的拒动风险，提高了断路器运行可靠性。

参考文献

[1] 郭飞，石桂霞，田自军.LW13-800 型罐式断路器储能电机控制回路的改进探讨[J].高压电器，2010，46（3）：72-74.

[2] 李富云，李宏坤，严正波.500kV断路器储能机构故障诊断[J].云南电力技术，2013，41（1）：82-88.

[3] 颜军.LW13-800型罐式断路器储能电机控制回路的改进[J].电力与能源，2009，33：714-715.

作者简介：李金安（1982—），男，广东广州人，大学本科，工程师，主要从事高压直流技术运行维护工作。

作者简介：龙建华（1988-），男，广东广州人，大学本科，工程师，主要从事高压直流技术运行维护工作。