摘要：本文通过对一起500kV断路器跳闸事件进行分析，详细记录了对故障断路器检查、试验的过程，最终成功定位了故障元件。经检修，该故障消除，设备重新正常投入运行。
关键词：500kV断路器；跳闸；防跳回路
一、跳闸动作经过
2015年04月16日19时32分38秒657毫秒，某变电站500kV某Ⅱ线发生C相故障，线路主一、主二、主三保护动作出口跳C相，986ms后5041开关（型号：FX22D，生产厂家为法国阿尔斯通电气公司，开关为1998年出厂产品，于1998年10月投运）重合出口，线路主一、主二保护三跳出口，线路息弧后54ms 5041开关C相合闸，线路主一、主二保护再次三跳出口。根据保护动作情况及工作录波信息分析，线路保护、开关保护动作行为正确。综合检查测试情况，对4月16日某II线故障录波情况进行重组分析，分析重点放在开关持续合闸命令的来源以及防跳未动作的原因两个方面。
.png)
图1 跳闸时刻故障录波
二、检查情况分析
500kV某Ⅱ线5041开关在每个绝缘支柱上设计一个垂直蟹状的开断单元，共三相六柱，形成双柱双断口的结构形式，顶部安装有合闸电阻。该开关三相共用一台安装在地面的油压增压装置，每柱下部有动力驱动装置，两者之间有高压油管和低压油管相互连接。液压机构差动活塞、操作杆和断口动触头均为直线运动，动作时间快，稳定性好。对500kV某Ⅱ线5041开关模拟开关动作过程，通过现场手动分、合闸，并记录每次分合闸后开关油压的变化，模拟动作过程的分、合闸后，并未达到29.0±0.5MPa的油压低闭锁重合闸的压力值。
在工作开始后首先对整个回路测量电位，未发现异常，对控制回路各端子进行检查，未发现松动，也没有寄生回路。现场就地分合开关测试合闸与防跳继电器动作，测量电位未发现异常，连续对开关进行5次防跳传动，开关从合闸到分闸后再未合上，防跳回路未见异常。
退出500kV某II线主一、辅A保护后，将运行电流、电压回路隔离后使用保护测试仪模拟4月16日异常情况测试，测试结果正常。
重点检查K1重动继电器。使用转插板测试操作箱C相自保持电流继电器，SHJc自保持继电器动作电流为0.16A左右，返回电流为0.08A，开关K1重动继电器电阻为4.4kΩ，5041开关控制电源电压在113V左右，因此合闸回路导通时流过自保持继电器电流约为113/4400=0.025（A）左右，不足以持续驱动SHJc自保持继电器使其长期发合闸脉冲，在重合闸动作脉冲结束后，K1重动继电器返回。在开关本体端子箱使用保护测试仪测试K1继电器接点动作时间，共测试5次，测试结果为K1继电器励磁后其两对常开触点（5、13与6、14）延时22ms左右闭合，K1继电器失磁后其两对常开触点（5、13与6、14）延时28.5ms左右打开。
防跳回路测试。在现场采用就地分合闸，测试防跳继电器接点动作时间，共测试10次，测试结果为串在合闸回路的防跳常闭接点打开时间为8.6ms左右，启动防跳自保持常闭接点闭合时间为12ms左右，没有发现接点动作异常情况。
三、异常情况分析
1、合闸持续时间分析
本次异常事件中的合闸命令来自开关保护重合闸，根据故障录波与保护打印的报告分析，重合闸脉冲持续124ms，鉴于操作箱自保持继电器特性，该合闸脉冲不会自保持，根据测试结果K1重动继电器失磁后其常开触点K1返回时间为28.5ms，以重合闸脉冲消失为基准0ms，重合闸脉冲消失后，合闸线圈由于K1接点返回延时原因仍继续被驱动28.5ms左右，而开关分闸完成应该在5041开关操作箱跳闸位置进入录波装置前5ms（录波器C相跳闸位置接入的是操作箱TWJ继电器励磁重动接点，操作箱继电器动作时间约为5ms），由故障录波图可知，开关分闸后距离重合闸脉冲消失时间为17.6ms，K1重动继电器接点继续闭合10.9ms，合闸脉冲持续开放。现场测试，开关合闸线圈模拟合闸回路K1重动继电器接点闭合10ms，C相开关可以正常合上。因此可以确定当时开关合闸线圈在加速跳开后仍然收到了大约10ms左右的合闸脉冲。
2、防跳功能验证情况
如果开关持续收到合闸脉冲，防跳回路励磁自保持后会切断合闸回路，开关无法重合于故障。因此，防跳回路可能存在的异常点：（1）S1开关辅助触点翻转接触不佳未驱动K12继电器，（2）K12自保持继电器励磁失败，（3）K12常闭接点未打开切断合闸回路，（4）K12常开触点自保持失败。用继电保护测试仪对对K12继电器进行了10次试验，测试K12继电器励磁后的各触点动作情况，未见异常。针对4月16日异常情况，模拟K12防跳继电器失效进行模拟，拆除K12励磁电源，发现开关合于故障加速跳闸后再次合上开关，接着再次三相跳开，时间上与4月16日异常较为吻合，如图2所示。
.png)
图2 取消K12防跳模拟故障录波
3、故障原因推测
通过4月17日至18日现场检查试验结果，由于异常情况没有重现，没有发现导致异常的直接原因。通过上述系统分析，推测最有可能导致异常出现的异常部件为K12防跳继电器动作不稳定。
四、计划采取的措施
根据检查情况，制定下一步采取的措施如下：
1、利用备品更换了5041开关C相K12防跳继电器，对防跳回路进行功能验证，并模拟合于故障整组传动试验。
2、对拆除的防跳继电器进行性能测试，进一步检查各接点动作情况和动作时间，4月30日前完成。
3、每次断路器动作后，巡检人员确认监控系统告警信号是否复归、电机打压或运转信号是否上传，现场核查机构箱内储能是否正常（弹簧储能指示、油压压力或气动压力）。运行值值长应组织对监控系统信号进行系统分析，并对分析结果列入值班日志签字确认，并对正确性负责。
4、对运行人员开展典型故障保护报文和录波分析，提升运行人员技能。
5、利用项目对该开关进行大修。
6、建议对室外设备继电器运行寿命进行进一步研究，提出控制措施。
参考文献
[1]马助兴,孟延辉,胡银素,齐肖彬. 一起500kV断路器非全相跳闸故障分析及处理[J]. 河北电力技术,2014,33(01):35-36+48.
[2]黄水平,谭志聪,许家政. 一起500kV母线保护动作跳闸分析[J]. 装备制造技术,2014(05):246-247+272.
[3]赵宇超. 某500kV变电站断路器和主变压器异常跳闸事故分析[J]. 农村电气化,2015(07):27.
作者简介
李黄河，男，广西岑溪市人，大学本科学历，助理工程师，于中国南方电网有限责任公司超高压输电公司南宁局从事继电保护工作。
论文作者:李黄河
论文发表刊物:《电力设备》2018年第22期
论文发表时间:2018/12/12
标签：继电器论文; 动作论文; 接点论文; 异常论文; 脉冲论文; 故障论文; 测试论文; 《电力设备》2018年第22期论文;