摘要：一起简单的10kV线路短路故障，但变电站10kV线路开关拒动，由主变10kV侧开关和母线分段开关切除故障短路电流，导致10kVII段母线事故停运。事故发生后，通过一系列的电气试验找出问题所在，为指导开关的日常停电检修提供了重要参考。
关键词：开关拒跳；低电压分闸试验；分合闸线圈保护器
2017年6月24日03时36分110kV新津站10kV新枫路线路故障（后经巡线发现系新枫路用户支线筑路机械厂专变A、B相跌落保险处树竹原因引起两相短路），110kV新津站10kV新枫路978开关保护动作，但开关拒跳，导致10kV分段开关930、2号主变902开关跳闸，10kVII段母线失压，甩开10kVII段所有负荷。
事故前运行方式：
2017年6月24日，110千伏新津变电站由110千伏邓新线181开关带全站负荷，110千伏徐新线182开关热备用，110千伏单母运行，35千伏分段530开关合位，10千伏分段930开关合位。10千伏新枫路978开关运行于10千伏II母。
保护配置：
10千伏新枫路978开关配置有两段过流保护，I段整定值75A,跳闸时间0s，II段整定值7.2A，跳闸时间0.6s；2号主变低后备保护配置三段式复压过流保护，过流定值均为7.47A,跳闸逻辑为I段跳分段开关，时限0.9s；II段跳10千伏总路开关，时限1.2s；III段跳主变各侧，时限1.5s。
开关配置：
10千伏新枫路978开关配置VS1-12开关，开关机构动作时间在40毫秒范围内。
正常情况下，10千伏线路故障由10千伏线路保护在0.6s内切除故障；若线路保护或开关机构拒动，由主变低后备复压过流I段在0.9s跳开分段开关，避免影响非故障10千伏母线正常供电；在1.2s跳开10千伏总路开关，避免影响主变高中压侧正常供电；在1.5s后跳开主变三侧，隔离10千伏故障。
事故及处理经过：
1、10kV新枫路978开关03：36：50：412过流II段动作，开关拒动。
2、2号主变低后备保护03：36：50：731跳10kV分段930开关。
3、2号主变低后备保护03：36：51：061跳10kV902开关。
由县调05：04：20：260遥控拉开10kV新枫路978开关。（此时开关可以正常分闸）
07:44县调将新枫路东苑公寓开关后段线路负荷转供10kV花普路。
6、09:40地调合上902开关。恢复10 kVII母供电。
7、09:54县调合上新西、新莲、新园、新样、分段930开关。
8、22:22县调合上新枫路978开关，恢复原来运行方式。
事故期间共计损失负荷4100KW。
综合以上数据分析，10kV新枫路978开关在03：36：50：412过流II段动作，开关实际拒动，装置保护启动重合闸，在10kVII段母线失压之后，由调度在05：04：20：260远方拉开978开关。此次事故中结合分析故障录波图，930、902开关保护动作正确，978开关保护出口但开关本体未跳，所以开关保护装置无异，可以排除保护及二次回路的原因。我们把重点放在开关本身机构故障的查找上。
在办理好事故抢修单后，立即开展对10kV新枫路978开关进行保护传动试验和开关分合闸机械特性试验，978开关低分电压试验截图如下：
低分电压163V明显偏高超过220V的30%-65%的范围，与此同时测得跳闸线圈电阻为212Ω，与铭牌值（198Ω±5%）差别不大。初步分析由于分闸电磁铁性能下降，导致在接到跳闸命令时向上顶力不够，未能顶跳开关的跳闸机构。反复几次做低电压跳闸试验，结果差别不大。低合电压、合闸时间、不同期试验数据均合格，证明开关合闸线圈及合闸回路完好。开关分闸时间比厂家技术标准略微偏大。分闸时间如下图：
反复几次试验和上面数据差别不大，打开开关二次端子排门发现分合闸线圈保护器动作灯亮，证明在开关发出跳闸命令时跳闸电磁铁没有及时将开关跳开，而靠线圈保护器将跳闸回路及时断开，保护了跳闸线圈，以免长时间带电烧毁线圈。这一现象再次证明开关在接到跳闸命令时未能及时跳开开关。分合闸线圈保护器动作灯亮，如下图：
在进行开关传动试验时，发现开关偶尔有拒动现象，10次传动有3次开关不能分闸。打开开关面板，试验人员发出跳闸命令，直观发现跳闸电磁铁向上打跳力度不够未能将开关顶跳，与此同时，线圈保护器发出嗡嗡的叫声，试验人员立即断掉控制回路电源空开。开关辅助接点未切换，而是靠线圈保护器接点断开分闸回路，线圈保护器动作灯亮，线圈保护器切断跳闸回路。这一直观的动作现象再次印证了以上的分析。
在经过大概分析可知，分闸电磁铁的性能有所下降，电磁铁偶尔会出现顶不跳脱扣机构的现象。我们决定更换参数一样的分闸电磁铁，更换后再次重做低分电压试验。分析对比更换分闸电磁铁线圈前后的低分电压得知，低分电压由原来的160V左右降为109V左右，开关分闸时间从原来的33ms降低到27ms，从侧面再次证明了以前分闸电磁铁线圈的出力不够。在经过多次就地分合开关，保护传动开关后，发现开关再也没出现拒跳现象。10kV新枫路978开关于下午4时许抢修结束。更换分闸电磁铁线圈后测得的低分电压数据如下：
并且，换了分闸电磁铁以后，开关分闸时间明显减小，如下图所示：
更换分闸电磁铁之后，再次测开关合闸最低动作电压和合闸时间、不同期，测得的数据和之前测得的数据相比差别不大。
综上所述，由于开关分闸电磁铁动作的不可靠，导致开关出现拒动的几率达到30%左右，开关不能可靠分闸，当出现线路短路电流时，不能由线路开关切除，最终越级到主变低后备保护动作由930、902开关切除故障电流。
开关低分电压偏大的原因分析如下：
因在更换分闸线圈前后低分电压差别较大，初步探讨通过调节分闸止位螺钉来缩短分闸电磁铁与开关脱扣机构之间行程的距离，以利于分闸电磁铁更好地跳脱开关。但经咨询开关厂家，建议不要通过调分闸止位螺钉来调节分闸灵敏度，原因是出厂以后已经调好，如果擅自调节，有可能在正常运行中由于开关振动而发生偷跳现象，从而导致偷跳几率地增加。建议用轻质润滑油润滑顶杆，以减少顶杆的摩擦阻力。至于分闸力度差，有可能是运行时间长导致线圈劣化，也有可能是跳闸回路电阻增大，电流减小，线圈做功降低，建议测保护装置跳闸出口37至负端2的电阻，也有可能单纯是跳闸线圈两根引出线处接触电阻增大，导致通过线圈的电流减小，力度减小。除了以上原因外，还有可能是串联在跳合闸回路中的分合闸线圈保护器线圈老化，线圈保护器分压增大，导致分闸线圈两端电压不够。
综合以上信息，拟制定如下整改措施：
停电检修时，在分闸电磁铁顶杆处打轻质润滑油（或石墨粉），并在机构转动部位也采取润滑措施,但一定不要打油脂类润滑。
停电检修时，测分闸回路电阻。测保护装置跳闸出口到控制负端的回路电阻，做好记录，以便下次比对。
停电检修时，检修人员检查分闸电磁铁引出两根线的接触情况。
4、停电检修时，多次重复做几次低电压分闸试验，记录数据，以便分析对比数据的离散性。建议在做分合闸最低动作电压试验时，开关分合10次左右，通过分析开关动作数据的离散型和开关的实际动作情况，能大大提高发现隐藏缺陷的几率，从而保证开关安全稳定地运行。
5、停电检修时，如果以上措施都不能满足试验标准，是线圈本身老化、劣化的原因，更换新的分闸电磁铁线圈。
6、取消所有的分合闸线圈保护器。2017年6月24日110KV新津站10KV新枫路978开关机构拒跳发生后，公司运检部立即开展对辖区内所有变电站开关安装线圈保护器的情况进行摸底排查。目前公司总共有19台VS1-12开关，其中新津站6台，花桥站13台，均配有分合闸线圈保护器。凡是使用真空开关的二次回路均取消分合闸线圈保护器，短接2和2’接点，退出分合闸线圈保护器功能，以减少分合闸回路发生故障的几率。
结语
虽然此次事故是一起由于设备自身原因造成的事故，但也反映了平时停电检修试验工作的不够严谨。下一步我们将抓住每次停电机会认真反复多次检查此类开关的跳闸回路，做到试验不缺试、漏试，并加强数据横向、纵向比较。只有认真负责地分析比对数据，只有严谨、细致的工作作风才能保证设备安全长周期地运行。
参考文献：
[1]陈化钢.电力设备预防性试验方法及诊断技术 中国水利水电出版社，2009.11
[2]李建明 朱康. 高压电气设备试验方法 中国电力出版社，2001
论文作者:王春
论文发表刊物:《电力设备》2018年第30期
论文发表时间:2019/4/3
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