高壓斷路器拒動原因分析及應對措施
發(fā)布日期：2016-03-11 來源：《上海設備管理》
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在電力系統中，高壓斷路器是通斷用電設備與電網物理連接及保護設備的重要裝置。不管電氣設備發(fā)生空載、短路或超載故障，斷路器都應該能夠可靠地動作，以對電器設備進行保護。但現場應用中，高壓繼電器由于其機械因素或電氣因素的影響，往往會出現拒動現象，給電力系統構成極大的損害。
一、斷路器拒動的原理分析
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。
當其中所有元件都正常工作時，其中的TBJ3觸點具有雙重作用：一是用于防止繼電保護裝置出口繼電器BCJ觸點比DL觸點先斷開，而使BCJ觸點因切斷直流電源被燒壞；二是作為跳閘保護功能，即當人為操作KK開關分閘或保護啟動、自動裝置啟動分閘時，斷路器沒有立即跳開，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使得跳閘保護繼電器TBJ（即防跳躍繼電器）的電流線圈已動作，這時由TBJ3常開觸點和TBJ電流線圈形成跳閘自保持回路，如果斷路器沒有跳開，不管把KK 開關返回（令觸點斷開)，還是保護出口BCJ觸點返回，跳閘線圈TQ持續(xù)處于被勵磁的狀態(tài)，這樣就出現了拒絕跳閘故障。
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型保護裝置所取代的趨勢。微機保護裝置的合閘回路和傳統的電磁型合閘回路的差別只在于增加了合閘保護回路，其余的回路構成及作用原理與跳閘保護回路相類似，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”故障對電力系統安全運行的危害十分嚴重，如果電力系統的某一部分發(fā)生斷路器“拒跳”故障，將會導致“越級跳閘”事故，嚴重時還有可能使整個系統解裂，使事故范圍擴大。斷路器拒絕跳閘的原因有兩點：一是由于斷路器機械操作機構原因引起的“拒跳”。主要表現在機械機構卡澀、傳動連桿銷軸脫落，在部分手操斷路器上配用的CD17 機構，在合閘后，還存在合閘保持頂桿過位，導致斷路器手動無法分閘的問題。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熔斷器熔斷或接觸不良；斷路器輔助動觸點接觸性能不好；TBJ的電流或電壓保持線圈斷電；操作回路存在開路；指示燈燒壞導致分閘回路開路；操作電源電壓使分閘動作無力等。
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械兩個方面。電氣方面的原因主要有： TBJ的常閉觸點接觸性能不好；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有動作；合閘線圈存在問題；操作手柄歸位過早；合閘時斷路器發(fā)生“跳躍”現象；防跳繼電器常閉觸點粘連；SF斷路器氣體壓力不足導致操作回路閉鎖等。機械方面的原因主要有：斷路器傳動機構連桿松動或脫落；合閘鐵芯卡澀；斷路器分閘后機構未回到預合位置；液壓機構合閘電磁鐵動作電壓太高，使一級合閘閥打不開；液壓機構壓力低于規(guī)定值，合閘回路被閉鎖；跳閘機構脫扣；彈簧操作機構合闡彈簧未儲能或未儲足；分閘連桿未復歸，分閘鎖扣未鉤住。
四、斷路器拒動故障的應對措施
斷路器發(fā)生拒動故障時，值班人員不能慌亂，應該迅速判斷故障特征，并采取相應的應對措施，防止事故擴大化。如在分閘操作過程中，發(fā)現紅色指示燈不亮，且確認指示燈無故障時，應立即更換保險絲，再嘗試重新分閘操作。在該操作中必須有兩人在現場，一人通過遠端操作轉換開關，另一人觀察分閘鐵芯動作情況，如果鐵芯動作無力，則可斷定為鐵芯阻卡問題；若鐵芯動作正常，但跳不掉斷路器，則為機械反卡的問題，這時應該及時利用機械分閘裝置切斷斷路器。
當電力系統設備發(fā)生緊急突發(fā)事件需要立即分閘，而通過繼電保護動作或手動遠方拉都無法使斷路器斷開時，應該迅速手動拉開上一級斷路器，然后再用機械分閘裝置遮斷故障斷路器；如果機械分閘仍無效時，就需要斷開故障斷路器兩側的隔離開關，之后再合上上一級斷路器，然后再對故障斷路器進行檢查，等拒動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，當斷路器存在如下情況時，禁止冒然將其斷開，具體情況有：油斷路器油質劣化或油量嚴重不足時；氣體斷路器氣體壓力過低且無法維持時；缺油斷路器的兩相絕緣拉桿斷裂時；液壓機構斷路器的液壓系統壓力為零時等。一旦在以上情況下發(fā)生拒動故障，值班人員應該迅速卸下斷路器的操作回路熔絲，隔斷遠端分閘指令對斷路器的控制，同時，還應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對：一是如某一負荷斷路器發(fā)生故障，應按調度指令對負載進行轉移，并將與斷路器連接的母線停電，拉開故障斷路器，再將上一級斷路器合閘；二是變電站的電源斷路器發(fā)生拒動故障時，應該立即投入備用的電源斷路器，并切斷上一級的斷路器，再拉開故障斷路器；三是斷路器的“拒動”故障必須在母線倒換后才能解決時，應該通知繼電保護專業(yè)人員對繼電保護定值重新調整，并通知相關單位停電檢修。
五、結束語
斷路器拒動故障發(fā)生時，及時采取合理的應對措施，令其自保護回路及時斷開，以避免斷路器跳、合閘線圈因長時間勵磁而燒壞，為供電企業(yè)挽回不必要經濟損失，減少檢修停電時間，從而達到提高電力系統供電可靠性的目的。當然，斷路器拒動故障的應對措施不僅限于本文所述，隨著技術的進步和實踐經驗的積累，更為有效和合理的方法將會總結出來并推廣應用，本文只是就其中常用和有效的應對措施作了簡要介紹，旨在拋磚引玉，以期為斷路器的可靠安全運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
