[摘要] 目前随着国民经济的高速发展，对电力能源的需求越来越大。快速发展的电力网络有效的保障了电力供应的稳定可靠。长期以来在电网运行过程中，高压隔离开关始终是电力系统中使用量最大、应用范围最广的高压一次设备。隔离开关的正常运行对于电网的稳定可靠有着极其重要的意义。本文主要结合实际浅析500kV和平变电站西门子产TR53/PR51-MM31型隔离开关操动机构拒动故障及处理方法。
[关键词]隔离开关；拒动故障；处理；分析
引言
隔离开关是一种常见的电力一次设备，它主要在电路中起到隔断作用。隔离开关应用于电力系统，用作改变电路连接以及使线路或设备与电源隔离，从而保障检修作业的安全与运行方式的合理切换。它是一种结构原理相对简单的开关设备，由于隔离开关广泛的使用及对其可靠性的高标准要求，因此隔离开关的运行维护具有严格的要求和规范。及时有效的处理和分析隔离开关故障能够最大化的保障其正常运行。500kV和平变电站作为西电东送的枢纽及楚雄电网的心脏，对其站内的高压隔离开关的可靠运行提出了严格的要求。近期随着设备投运年限的增加，隔离开关在操作过程中机构拒动故障频频发生。如何高效、高质量地处理500kV和平变TR53/PR51-MM31型隔离开关操动机构拒动的故障，对电网的安全运行与供电可靠性具有重要意义。
1、设备故障现象
从2017年11月份开始在短短几个月的时间的内500kV和平变运行人员在运行操作中先后出现以下故障现象：（1）500kV第五串联络向Ⅱ母侧57522隔离开关远方及就地电动操作分闸时，三相机构均无动作，现场检查隔离开关一次部件无异常，二次元器件无烧伤短路痕迹，现场采取手动操作分闸；（2）500kV1号主变500kV向Ⅱ母侧57211隔离开关、572117接地开关远方及就地电动操作时机构三相机构不动作，但操作时发现操动机构内电机发声异常无动力输出，一段时间后电机异常消失。为防止电机故障立即断开电机电源，一次部件无异常，手动操作正常；（3）500kV第四串联络向Ⅰ母侧57421隔离开关B相机构远方及就地电动分闸不动作，A、C相正常分闸，现场检查无明显一二次异常。以上故障都发生在500kV高电压等级的隔离开关上，严重影响了电网的正常运行和设备停送电操作的安全可靠，故障处理刻不容缓。
2、故障处理
根据操作现象分析，运行人员可以手动操作分合隔离开关及接地开关。这一过程中运行人员操作流畅，一次传动没有出现卡涩变形现象。同时电动操作时隔离开关二次机构无动作，电机未转动。因此可以排除设备一次传动故障，判断为设备操动机构箱故障。故障的隔离开关分别是西门子TR53-MM31、PR51-MM31型隔离开关配MA-6424操动机构，其隔离开关及接地开关均采用同一结构的二次回路。以上都是500kV和平变2007年投运的一期设备，至今已运行10年。根据故障现象判断以上三台缺陷应该为同类故障。由于500kV设备的停电风险大，不能将故障隔离开关转入检修状态，无法进行试分合操作。考虑到故障点在二次机构箱内，因此解脱隔离开关机构垂直连杆与传动底座连接进行机构故障查找及试分合。在试分合过程中要着重注意相互配合及时发现异常并随时切断电源，防止发生误操作。
故障处理一：初步检查机构箱内无异常后对57522隔离开关进行电动试分合，发现该隔离开关合闸操作正常，但无法进行电动分闸。因此分析合闸回路及公共回路正常、电机及齿轮传动无故障，机构故障点在分闸控制回路上。因机构内二次回路无异常短路现象，初步判断分闸回路存在断路接点。结合隔离开关三相机构均无法动作现象，首先将故障点设定在汇控箱内。试分闸时发现汇控箱内分闸继电器无法吸合，对照二次接线图对分闸继电器KO进行检查，所有节点正常通断，线圈无烧伤痕迹其电阻579.8Ω满足要求。再对分合闸互锁节点进行检查后发现合闸继电器KC上对分闸回路进行闭锁的61、62常闭接点断路。结合现象可以判断是由于该对接点的故障导致了汇控箱内分闸控制回路断路，继电器不能得电吸合，因而导致隔离开关无法分闸。检查其余回路无断点后将合闸继电器KC的61、62节点转接至其81、82备用常闭接点后，隔离开关就地及远方试分合5次后均正常，故障点如图1所示：
图1
故障处理二：现场57211隔离开关在分闸位置、572117接地开关在合闸位置，对设备进行初步检查发现其二次机构箱内热保护继电器跳闸，电机可能出现过热现象。确认无其他明显异常情况后，手动恢复热保护继电器，先对572117接地刀进行试分合发现汇控箱及分控箱内分合闸继电器正常吸合，电机嗡嗡发声却无动力输出。根据现象推断电机为可能是缺相运行。手动分开接地开关后试分合57211隔离开关仍出现相同的电机缺相运行现象。对电机电源进行测量发现隔离开关与接地开关的电机电源空开C相电源缺失，电源空开C相通断正常。立即对5721断路器端子箱内隔离开关及接地开关的交流环网空开测量发现C相进线电压为220V出线电压为0V，A、C相进出线电源均为220V。解脱交流环网空开经检查发现C相损坏断路。因此该故障是由于交流环网空开C相损坏导致隔离开关及接地开关无C相电源，电机缺相运行发热致使热保护继电器跳闸。重新更换空开后，检查各级电压均正常，就地及远方试分合隔离开关及接地开关均正常动作。
故障处理三：57421隔离开关为单相机构拒动故障，现场经初步检查无一二次部件外部损坏情况。在汇控箱内切换至B相单相进行就地电动操作试分合隔离开关时发现分合闸操作均无动作。汇控箱内分合闸继电器KC、KO正常吸合，测量检查其常开常闭接点正常。结合现象初步判断该故障点在B相单相分合闸控制回路的公共回路上。对照二次接线图对该相公共回路进行故障查找无断路现象，但测量所得电阻值为105Ω，而公共回路上仅有三对接点，电阻值不可能如此之高。进一步分段查找高阻值点发现热保护继电器F21的95、96常闭接点电阻值为104Ω。根据这一情况进行分析判断，由于该对接点接触不良，虽然回路导通但接触电阻过高（接近分合闸继电器线圈电阻值）导致回路带电时对分合闸继电器K21、K22起到分压作用，使得线圈所加电压低于额定无法启动，分合闸继电器不能吸合致使隔离开关机构拒动。对热保护继电器备品的95、96常闭接点测量电阻值仅为0.1Ω，两相对比增加了1000倍。从该故障可以看出如果不仔细思考分析可能会误以为公共回路正常导通无异常，从而延迟故障点的发现时间，增加电网运行风险。在完成热保护继电器的更换及检查无异常后对B相隔离开关进行就地及远方试分合均正常动作。如图2所示故障点：
图2
3、故障原因及处理方法分析
500kV和平变近期高频次的隔离开关拒动故障主要集中在500kV一期的西门子隔离开关及接地开关上。故障点呈现统一并分散现象，缺陷基本都为二次回路元器件故障，但每次的故障点都不尽相同。任一机构元器件都可能存在故障。发生该类缺陷主要原因有以下几点：（1）该批次的隔离开关及接地开关投运已有10年之久，二次元器件存在一定的老化现象，加之其数量众多、结构紧密，产品批次及自身质量具有差异性。因此运行中存在许多隐患点，操作过程中不确定的因素导致二次回路故障引起机构拒动。因此要及时对机构的二次元件进行运行情况统计，对于老旧及具有隐患的器件进行更新；（2）500kV电压等级的隔离开关由于其管辖等级及重要程度高，每年的停送电操作次数少，许多二次元器件长期不动作，接点表面氧化导致接触电阻增大，每当发生操作带电后局部发热形成恶性循环，单次操作无法及时发现，长时间过后待机构再操作时由于接点接触不良或断路引起控制及电机回路故障使机构出现拒动现象。运行人员在操作中发现任何异常要及时记录上报，会同检修人员对设备状态进行评估合理制定检修计划，适当增加作业次数和时间；（3）二次回路缺乏一定的直观性。检修人员在设备检修过程中重视一次部位检修，往往缺乏对二次机构的检修投入，很多时候反映在对二次回路的不熟悉、检修仅仅停留在机构清洁及接线松动检查等表面工作上，忽略了元器件本身的功能结构要求，无法及时发现运行隐患，导致检修过后二次机构故障频发。因此要加大对检修人员的二次培训力度，熟悉二次机构的结构原理及常见故障，落实检修工艺标准。改变检修人员一次搞一次、二次靠保护的传统观念，要一次、二次两手抓。
隔离开关的机构二次回路相对而言较为简单且结构通用性强，而和平变西门子的隔离开关采用的二次结构又基本一致，这在一定程度上为该类设备的检修维护及缺陷处理提供了便捷性。所谓窥一斑而知全豹，把一台机构弄懂弄通，遇到其他隔离开关问题就会迎刃而解。在隔离开关的故障处理中要善于将实际经验和理论相结合。在隔离开关二次故障处理时保持冷静，不盲目动手，先观察分析现象来对故障点进行预判，缩小排查点，高效的发现并处理故障，对同一类型的故障做好统计分析。根据500kV和平变的隔离开关的缺陷统计发现二次机构拒动的原因基本就是在分合闸继电器线圈、热保护继电器、电源空开等元器件上，要做好备品备件，在缺陷发生后结合现象以及各元器件的功能重点对这些部位进行排查。
4、结语
高压隔离开关作为电力系统中重要的一环，但由于它的主要功能是起隔离作用,不开合负载电流和故障电流，一般处于合闸状态而较少进行操作，而且结构相对简单,技术含量较低,易于制造,因而制造和使用双方均经常将高压隔离开关放在次要位置。但实际生产运行中高压隔离开关却是简洁而不简单，故障的频发需要引起我们的高度重视，要举一反三，不仅能够处理问题而且要更快、更好、更安全。针对本批次隔离开关的拒动现象，要深撤总结，加强与厂家的沟通协调。从隔离开关的采购、基建安装、运行、检修都要严格执行质量及工艺标准，从源头上杜绝该类故障的发生，保障西电动手大通道的安全稳定。
论文作者:陈昆
论文发表刊物:《电力设备》2018年第12期
论文发表时间:2018/8/6
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