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高壓斷路器拒動(dòng)原因分析及應(yīng)對(duì)措施
發(fā)布日期：2016-03-11 來(lái)源：《上海設(shè)備管理》
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在電力系統(tǒng)中，高壓斷路器是通斷用電設(shè)備與電網(wǎng)物理連接及保護(hù)設(shè)備的重要裝置。不管電氣設(shè)備發(fā)生空載、短路或超載故障，斷路器都應(yīng)該能夠可靠地動(dòng)作，以對(duì)電器設(shè)備進(jìn)行保護(hù)。但現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用中，高壓繼電器由于其機(jī)械因素或電氣因素的影響，往往會(huì)出現(xiàn)拒動(dòng)現(xiàn)象，給電力系統(tǒng)構(gòu)成極大的損害。
一、斷路器拒動(dòng)的原理分析
1、斷路器拒絕跳閘的原理
斷路器的基本跳閘回路如圖1所示。
當(dāng)其中所有元件都正常工作時(shí)，其中的TBJ3觸點(diǎn)具有雙重作用：一是用于防止繼電保護(hù)裝置出口繼電器BCJ觸點(diǎn)比DL觸點(diǎn)先斷開，而使BCJ觸點(diǎn)因切斷直流電源被燒壞；二是作為跳閘保護(hù)功能，即當(dāng)人為操作KK開關(guān)分閘或保護(hù)啟動(dòng)、自動(dòng)裝置啟動(dòng)分閘時(shí)，斷路器沒(méi)有立即跳開，而需要供給斷路器跳閘的脈沖持續(xù)，由于跳閘回路的啟動(dòng)使得跳閘保護(hù)繼電器TBJ（即防跳躍繼電器）的電流線圈已動(dòng)作，這時(shí)由TBJ3常開觸點(diǎn)和TBJ電流線圈形成跳閘自保持回路，如果斷路器沒(méi)有跳開，不管把KK 開關(guān)返回（令觸點(diǎn)斷開)，還是保護(hù)出口BCJ觸點(diǎn)返回，跳閘線圈TQ持續(xù)處于被勵(lì)磁的狀態(tài)，這樣就出現(xiàn)了拒絕跳閘故障。
2、斷路器拒絕合閘的原理
目前，變電站所用的斷路器大有被微機(jī)型保護(hù)裝置所取代的趨勢(shì)。微機(jī)保護(hù)裝置的合閘回路和傳統(tǒng)的電磁型合閘回路的差別只在于增加了合閘保護(hù)回路，其余的回路構(gòu)成及作用原理與跳閘保護(hù)回路相類似，本文不再贅述。斷路器合閘基本回路圖如圖下2 所示。
二、斷路器拒絕跳閘的故障原因分析
斷路器的“拒跳”故障對(duì)電力系統(tǒng)安全運(yùn)行的危害十分嚴(yán)重，如果電力系統(tǒng)的某一部分發(fā)生斷路器“拒跳”故障，將會(huì)導(dǎo)致“越級(jí)跳閘”事故，嚴(yán)重時(shí)還有可能使整個(gè)系統(tǒng)解裂，使事故范圍擴(kuò)大。斷路器拒絕跳閘的原因有兩點(diǎn)：一是由于斷路器機(jī)械操作機(jī)構(gòu)原因引起的“拒跳”。主要表現(xiàn)在機(jī)械機(jī)構(gòu)卡澀、傳動(dòng)連桿銷軸脫落，在部分手操斷路器上配用的CD17 機(jī)構(gòu)，在合閘后，還存在合閘保持頂桿過(guò)位，導(dǎo)致斷路器手動(dòng)無(wú)法分閘的問(wèn)題。二是由電氣回路故障引起的“拒跳”。主要原因有：給斷路器控制回路供電的電源側(cè)熔斷器熔斷或接觸不良；斷路器輔助動(dòng)觸點(diǎn)接觸性能不好；TBJ的電流或電壓保持線圈斷電；操作回路存在開路；指示燈燒壞導(dǎo)致分閘回路開路；操作電源電壓使分閘動(dòng)作無(wú)力等。
三、斷路器拒絕合閘的故障原因分析
斷路器發(fā)生“拒合”故障的原因同樣分為電氣和機(jī)械兩個(gè)方面。電氣方面的原因主要有： TBJ的常閉觸點(diǎn)接觸性能不好；斷路器控制回路存在開路；合閘控制回路熔斷器接觸不好或熔斷；斷路器合閘接觸器沒(méi)有動(dòng)作；合閘線圈存在問(wèn)題；操作手柄歸位過(guò)早；合閘時(shí)斷路器發(fā)生“跳躍”現(xiàn)象；防跳繼電器常閉觸點(diǎn)粘連；SF斷路器氣體壓力不足導(dǎo)致操作回路閉鎖等。機(jī)械方面的原因主要有：斷路器傳動(dòng)機(jī)構(gòu)連桿松動(dòng)或脫落；合閘鐵芯卡澀；斷路器分閘后機(jī)構(gòu)未回到預(yù)合位置；液壓機(jī)構(gòu)合閘電磁鐵動(dòng)作電壓太高，使一級(jí)合閘閥打不開；液壓機(jī)構(gòu)壓力低于規(guī)定值，合閘回路被閉鎖；跳閘機(jī)構(gòu)脫扣；彈簧操作機(jī)構(gòu)合闡彈簧未儲(chǔ)能或未儲(chǔ)足；分閘連桿未復(fù)歸，分閘鎖扣未鉤住。
四、斷路器拒動(dòng)故障的應(yīng)對(duì)措施
斷路器發(fā)生拒動(dòng)故障時(shí)，值班人員不能慌亂，應(yīng)該迅速判斷故障特征，并采取相應(yīng)的應(yīng)對(duì)措施，防止事故擴(kuò)大化。如在分閘操作過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)紅色指示燈不亮，且確認(rèn)指示燈無(wú)故障時(shí)，應(yīng)立即更換保險(xiǎn)絲，再嘗試重新分閘操作。在該操作中必須有兩人在現(xiàn)場(chǎng)，一人通過(guò)遠(yuǎn)端操作轉(zhuǎn)換開關(guān)，另一人觀察分閘鐵芯動(dòng)作情況，如果鐵芯動(dòng)作無(wú)力，則可斷定為鐵芯阻卡問(wèn)題；若鐵芯動(dòng)作正常，但跳不掉斷路器，則為機(jī)械反卡的問(wèn)題，這時(shí)應(yīng)該及時(shí)利用機(jī)械分閘裝置切斷斷路器。
當(dāng)電力系統(tǒng)設(shè)備發(fā)生緊急突發(fā)事件需要立即分閘，而通過(guò)繼電保護(hù)動(dòng)作或手動(dòng)遠(yuǎn)方拉都無(wú)法使斷路器斷開時(shí)，應(yīng)該迅速手動(dòng)拉開上一級(jí)斷路器，然后再用機(jī)械分閘裝置遮斷故障斷路器；如果機(jī)械分閘仍無(wú)效時(shí)，就需要斷開故障斷路器兩側(cè)的隔離開關(guān)，之后再合上上一級(jí)斷路器，然后再對(duì)故障斷路器進(jìn)行檢查，等拒動(dòng)原因查明并解決后就可以正常投入使用。
這里特別要注意的是，當(dāng)斷路器存在如下情況時(shí)，禁止冒然將其斷開，具體情況有：油斷路器油質(zhì)劣化或油量嚴(yán)重不足時(shí)；氣體斷路器氣體壓力過(guò)低且無(wú)法維持時(shí)；缺油斷路器的兩相絕緣拉桿斷裂時(shí)；液壓機(jī)構(gòu)斷路器的液壓系統(tǒng)壓力為零時(shí)等。一旦在以上情況下發(fā)生拒動(dòng)故障，值班人員應(yīng)該迅速卸下斷路器的操作回路熔絲，隔斷遠(yuǎn)端分閘指令對(duì)斷路器的控制，同時(shí)，還應(yīng)該在斷路器的操作部位掛“禁止操作”的警示牌，然后按照以下的原則應(yīng)對(duì)：一是如某一負(fù)荷斷路器發(fā)生故障，應(yīng)按調(diào)度指令對(duì)負(fù)載進(jìn)行轉(zhuǎn)移，并將與斷路器連接的母線停電，拉開故障斷路器，再將上一級(jí)斷路器合閘；二是變電站的電源斷路器發(fā)生拒動(dòng)故障時(shí)，應(yīng)該立即投入備用的電源斷路器，并切斷上一級(jí)的斷路器，再拉開故障斷路器；三是斷路器的“拒動(dòng)”故障必須在母線倒換后才能解決時(shí)，應(yīng)該通知繼電保護(hù)專業(yè)人員對(duì)繼電保護(hù)定值重新調(diào)整，并通知相關(guān)單位停電檢修。
五、結(jié)束語(yǔ)
斷路器拒動(dòng)故障發(fā)生時(shí)，及時(shí)采取合理的應(yīng)對(duì)措施，令其自保護(hù)回路及時(shí)斷開，以避免斷路器跳、合閘線圈因長(zhǎng)時(shí)間勵(lì)磁而燒壞，為供電企業(yè)挽回不必要經(jīng)濟(jì)損失，減少檢修停電時(shí)間，從而達(dá)到提高電力系統(tǒng)供電可靠性的目的。當(dāng)然，斷路器拒動(dòng)故障的應(yīng)對(duì)措施不僅限于本文所述，隨著技術(shù)的進(jìn)步和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的積累，更為有效和合理的方法將會(huì)總結(jié)出來(lái)并推廣應(yīng)用，本文只是就其中常用和有效的應(yīng)對(duì)措施作了簡(jiǎn)要介紹，旨在拋磚引玉，以期為斷路器的可靠安全運(yùn)行起到一定的積極作用。
作者：吳康 胡斌 郭文斌 焦亮 上海市電力公司檢修公司
