厲 冰，王世祥

(深圳供電局有限公司，廣東 深圳 518001)

變電站110 kV開關(guān)控制回路多重缺陷分析及處理

厲 冰，王世祥

(深圳供電局有限公司，廣東 深圳 518001)

繼電保護裝置二次回路功能正常、無缺陷，對斷路器防拒動、防誤動至關(guān)重要。以某110 kV變電站主變變高開關(guān)控制回路多重缺陷為例，闡述了該缺陷故障查找、判別的思路和方法，并提出了預控措施來控制、解決同類缺陷，為類似的基建驗收調(diào)試工作提供參考。

繼電保護；開關(guān)控制回路；信號回路；多重缺陷

0 引言

斷路器二次回路存在寄生、絕緣不合格或無法分合閘等缺陷容易導致斷路器誤動、拒動，在現(xiàn)場工作中常會遇到這類問題。以下對某110 kV主變變高開關(guān)控制回路多重缺陷進行了分析討論，為其他現(xiàn)場類似缺陷的發(fā)現(xiàn)、排查、處理及防范措施提供參考。

1 現(xiàn)場缺陷情況

某110 kV變電站1號主變變高1101開關(guān)為云南開關(guān)廠ABB ADDA公司生產(chǎn)的110 kV GIS開關(guān)，型號為COMPASS 145。1101開關(guān)機構(gòu)箱和SF6壓力表均在戶外露天運行。

某日對該主變保護及測控裝置進行定檢工作，發(fā)現(xiàn)變高1101開關(guān)控制回路存在多重缺陷：有寄生，正電端寄生電壓+33 V、負電端寄生電壓+33 V；回路絕緣電阻為0，絕緣不合格；1101開關(guān)手合再手分后無法再合閘，1101分位指示燈不亮，監(jiān)控后臺報1101控制回路斷線、彈簧未儲能。

2 排查策略及分析處理

2.1 排查策略

1號主變變高1101開關(guān)控制回路共存在3個問題：有寄生、絕緣不良、開關(guān)不能合閘。這3個問題發(fā)生在同一個回路中且存在相互影響。

寄生可能是由接線錯誤或者輔助接點受潮引起的。絕緣不良可能是長電纜絕緣不良，也有可能是由輔助接點受潮。若不清楚寄生產(chǎn)生的原因和影響范圍，可能會導致二次回路帶電搖絕緣。

開關(guān)不能合閘，則合閘回路中可能存在斷開點。若用測量電位的方法檢查合閘回路，由于1101控制回路存在寄生和絕緣低，所量取得的電位可能不準確甚至失真，故應先處理回路寄生、絕緣不良的問題。

因此，確定缺陷查找順序為先查寄生問題，再查絕緣不合格問題，最后查開關(guān)不能合閘問題。

2.2 控制回路寄生問題處理

首先應找到寄生源，用逐個拉合空開的方法發(fā)現(xiàn)1101控制電源和1101信號電源之間存在寄生。

1號主變保護屏和測控屏之間聯(lián)系主要有信號回路、控制回路，如圖1所示。測控屏至保護屏之間的接線清晰，1101開關(guān)端子箱內(nèi)信號、控制回路所在端子明顯分開布置，接錯線導致寄生的可能性較小。可能性較大的是1101開關(guān)機構(gòu)至保護屏、測控屏的輔助接點受潮，故先排查SF6氣體閉鎖接點 K1，K2。

K1，K2取自SF6壓力表，可用于閉鎖1101開關(guān)合閘控制回路和發(fā)SF6氣壓低跳合閘閉鎖信號。圖1中的回路均由1101控制電源供電。

1101開關(guān)合閘回路中串接有K3常開接點，K3繼電器由K1，K2、彈簧未儲能接點S2控制勵磁。當1101開關(guān)彈簧未儲能或SF6氣壓低時，S2，K1，K2任一接點斷開圖1中合閘閉鎖回路，K3繼電器失磁，使1101合閘回路中K3接點斷開閉鎖合閘。K1不同接點間可能存在寄生，K2不同接點間也可能存在寄生。

圖1 1101開關(guān)合閘回路及閉鎖回路

為確定K1，K2是否存在寄生，需要將1101控制回路或信號回路中的K1，K2接點隔離出來。根據(jù)現(xiàn)場實際接線情況可知，信號回路中的K1，K2接點較容易隔離。如圖2所示，在1101開關(guān)端子箱將701，925，924信號回路電纜從端子排解開，完成接點隔離。閉合1101信號電源，斷開1101控制電源，測量1101控制回路正電端電位為+42 V、負電端電位也為+42 V，較隔離K1，K2前寄生電位不降反增。分析這一現(xiàn)象的原因：1101控制回路和1101信號回路可能不只K1，K2存在寄生電源，還有別的聯(lián)系點存在寄生，如彈簧未儲能接點S2接點間也可能存在寄生。

彈簧未儲能接點S2在1101開關(guān)機構(gòu)箱中，為驗證S2是否存在寄生，可將信號回路中的S2接點隔離(用隔離K1，K2同樣的方法)。隔離后測量得到1101控制回路正電端電位為0、負電端為0，寄生電壓消失。

綜上可知，1101控制電源和1101信號電源之間存在寄生，原因是SF6氣體閉鎖K1，K2接點間，彈簧未儲能S2接點間均存在寄生。K1，K2為負電端寄生，S2為正電端寄生。由于K1，K2在SF6壓力表中，S2在1101開關(guān)機構(gòu)箱中，均為戶外敞開式，很可能是接點受潮導致的寄生，需轉(zhuǎn)檢修專業(yè)人員處理。

圖2 1101開關(guān)信號回路

2.3 控制回路絕緣不良問題處理

結(jié)合前文所述，1101控制回路絕緣不良很有可能是由于K1，K2，S2接點受潮所致，但也不排除是由于長電纜絕緣不良導致，需進行驗證。

將1號主變保護屏與1101開關(guān)端子箱有聯(lián)系的控制電纜101，102，109，103，133電纜芯兩端解開。分別對上述5段電纜本身以及所對應的保護屏側(cè)、開關(guān)端子箱側(cè)搖絕緣，結(jié)果只有1101開關(guān)端子箱側(cè)二次回路絕緣不良。1101開關(guān)端子箱至開關(guān)機構(gòu)箱、SF6壓力表的電纜均很短，絕緣不良的可能性較小。

綜上所述，1101控制回路絕緣不良最有可能是由K1，K2，S2接點受潮所致。

2.4 控制回路不能合閘問題處理

在初步查找1101開關(guān)不能合閘原因時，可分為處理前、處理中和處理后3個階段。

2.4.1 處理前

現(xiàn)場的缺陷情況為：1101開關(guān)不能合閘，后臺報1101控制回路斷線、彈簧未儲能。最有可能的原因是1101開關(guān)彈簧未儲能導致1101開關(guān)不能合閘，需進行驗證。

在1101控制回路完整未解線的情況下，用萬用表測量串接在合閘回路中的K3接點兩端的電位并量通斷，結(jié)果電位為異極性、接點不導通。短接此K3接點則跳位監(jiān)視回路導通，說明1101開關(guān)合閘回路在K3接點存在且只存在這一個斷點。

K3繼電器未勵磁原因分析：測量圖1中的K3繼電器的勵磁回路電壓，k3繼電器正電端電壓為+20 V，負電端電壓為-55 V，K3繼電器勵磁回路可能由于兩端電壓差不足并未勵磁。由于設(shè)備設(shè)計原因，1101開關(guān)機構(gòu)無彈簧儲能指示標志，無法直接觀察到彈簧是否已儲能。斷開圖1中彈簧未儲能接點S2外部接線，用萬用表測得接點是斷開的，說明1101開關(guān)彈簧未儲能，使K3繼電器未勵磁。

綜上所述，1101開關(guān)彈簧未儲能，K3未勵磁，閉鎖了1101合閘回路。而K3繼電器正電端的+20 V電壓為寄生引起。需要轉(zhuǎn)檢修專業(yè)人員處理。

2.4.2 處理中和處理后

檢修專業(yè)人員到場后，先處理SF6壓力表問題。SF6壓力表內(nèi)有明顯水汽凝結(jié)，拆開去SF6壓力表的接線插頭，可以很明顯地看到線上有綠銹。

處理完畢后，測量1101控制回路依然有寄生，寄生電壓正電端+44 V，負電端+44 V，控制回路絕緣電阻為0，絕緣不良，應是由于彈簧未儲能S2接點受潮引起。此時測量K3繼電器的勵磁回路電壓，K3繼電器正電端有+50 V的寄生電壓，K3繼電器負電端為-55 V，但K3繼電器未動作。

處理開關(guān)機構(gòu)箱中彈簧未儲能接點問題：打開1101開關(guān)機構(gòu)箱時，有大量水從箱體中流出。處理彈簧未儲能接點在開關(guān)機構(gòu)箱中的端子后，測量1101控制回路已無寄生、絕緣合格。測量K3繼電器的勵磁回路電壓，K3繼電器正電端為0。

此時1101開關(guān)仍未儲能，可能是儲能控制回路或電機回路有問題。具體驗證如下：在儲能電機回路，測量到儲能電機空開下電位正常；在儲能電機控制回路，測量彈簧未儲能繼電器KM的勵磁回路KM繼電器正電端電壓為+55 V，KM繼電器負電端電壓為-55 V，電位正常。檢查KM繼電器，卻未見勵磁吸合，可能是KM繼電器損壞或回路接線接觸不良。將KM繼電器正、負電端上的接線解出后重新接回并緊固端子，KM繼電器勵磁吸合，儲能電機正常運轉(zhuǎn)儲能，1101開關(guān)分、合閘功能正常，開關(guān)跳、合位指示正確，后臺信號指示正確、無異常。

3 缺陷原因分析及防范措施

3.1 缺陷原因

1號主變變高1101開關(guān)機構(gòu)箱、SF6壓力表均為戶外敞開式，由于設(shè)備自身密封不良等原因，容易受天氣影響引起SF6壓力低閉鎖接點、彈簧未儲能接點等受潮，導致連接這些接點的回路產(chǎn)生寄生和絕緣不良。

高壓場地端子箱內(nèi)繼電器的接線由于運行環(huán)境較惡劣引起氧化接觸不良、開關(guān)分合閘振動接線松動以及保護定檢等工作中易忽略緊固繼電器上端子等原因，造成繼電器接線接觸不良從而拒動。

3.2 防范措施

在高壓場地等惡劣環(huán)境下的的端子箱、表計等，要做好防潮、防水工作。保護裝置定檢中要注意做好二次回路寄生和絕緣檢查；要檢查開關(guān)端子箱內(nèi)全部端子是否緊固(包括各種繼電器上的端子)。

4 結(jié)束語

通過闡述110 kV變電站主變變高開關(guān)控制回路多重缺陷處理的思路和方法，理清了同一控制回路中多重缺陷的相互影響和處理次序；分析了缺陷發(fā)生的原因，提出對于在高壓場地等惡劣環(huán)境下運行端子箱、表計要特別關(guān)注防潮、防水，為類似的基建調(diào)試、驗收工作提供參考。

1 唐卓堯．廣東省電力系統(tǒng)繼電保護反事故措施(2007版)[M].北京：中國電力出版社，2008.

2 湯曉偉，薛 峰．一起10 kV斷路器拒動事故分析[J].電力安全技術(shù)，2013，15(1)：37-38.

3 張寶坤，何玉磊．斷路器控制回路缺陷引起的事故分析及改進方案[J].電力安全技術(shù)，2011，13(11):30-32.

2017-04-06；

2017-06-02。

厲 冰(1989—)，男，助理工程師，主要從事繼電保護維護工作，email：w61205@qq.com。

王世祥(1970—)，男，教授級高級工程師，主要從事繼電保護技術(shù)研究工作。