（广东电网有限责任公司东莞供电局 广东东莞 523000）
摘要：随着电网规模的不断扩大，电力设备数量不断增多，越来越多的高压断路器将应用于电网中，众所周知，高压断路器是电力设备中重要的一次设备，是继电保护、安全自动装置的执行者，断路器的动作稳定性与可靠性直接关系着整个电网的安全运行与运行效率，断路器分闸线圈烧坏是造成断路器闭锁分闸运行故障的常见原因，本文针对一起输电线路断路器分闸线圈烧坏导致无法分闸故障原因，分析了高压断路器闭锁分闸的故障原因及处理方法，为电网的安全运行提供运行经验。
关键词：电网；断路器；线圈；闭锁分闸；
0 引言
高压断路器在运行的过程中在多方面因素的综合影响下，容易出现闭锁分闸故障。通常情况下，当出线断路器闭锁分闸现象时，如果出现线路故障或设备故障，断路器不能在继电保护的命令下断开相应的断路器，这会扩大事故停电范围，还可能会对电网的安全运行构成实质性危害的，所以，在出现断路器闭锁分闸现象时，必须第一时间对其进行排查并消除。本文将通过一起输电线路断路器出现分闸线圈烧坏，闭锁断路器分闸故障事例，深入分析探讨并掌握断路器闭锁分闸故障处理方法，对于电网的运行稳定性及安全性具有重要意义。
1 故障现象及处理经过
2017年10月27日, 110kV进麻甲线按计划停电，在操作“进埔站断开110kV进麻甲线130开关”的过程中，进埔站110kV进麻甲线130开关分闸线圈烧坏无法分闸，按闭锁分合闸的处置原则，调整其中一段母线与缺陷开关串供后，无压隔离缺陷开关。鉴于110kV开关闭锁分闸在电网运行中较为罕见，调度值班员普遍停留在理论的认识，缺少实战经验，有必要对本次事件进行过程分析和经验提炼，统一做法，提升开关闭锁分合闸事件的处置水平。
一、事故前运行方式
当时进埔站运行方式：
进埔站110kV #1M、#2M、#5M、#6M并列运行；母联100开关、170开关、分段160开关正常运行、1501刀闸、1505刀闸在拉开位置；
挂110kV #1M运行设备：110kV进中甲线、110kV进中丙线；
挂110kV #2M运行设备：110kV进中乙线、110kV进高线；
挂110kV #5M运行设备：110kV进太甲线、110kV进新线、110kV进华甲线、#3主变110kV侧103开关；
挂110kV #6M运行设备：110kV进太乙线、110kV进华乙线、110kV进麻乙线、110kV进麻甲线；#15PT、#16PT正常运行中。
二、事件过程
07时19分，东莞监控执行“进埔站断开110kV进麻甲线130开关”时（对侧麻涌站110kV进麻甲线121开关已在分位），发现无法远方分闸，130开关一直在合闸位置，后台监控显示“控制回路断线”信号，监控员立即通知巡维人员到现场检查；
07时30分，现场值班员检查告：110kV进麻甲线130开关在合闸位置，机构箱处有异味，现场初步判断分闸线圈已烧坏，已无法进行远方分闸操作。
2、处理过程：
经与现场评估后，判断得出需无压拉开130开关母线侧刀闸，将故障设备130开关隔离。
08时10分，经风险评估、商议后，110kV进麻甲线130开关具备热倒条件；
09时30分，调度下令：“进埔站将110kV 进麻甲线130开关由110kV #6母线倒至110kV #5母线运行”、“进埔站将110kV进太甲线135开关、110kV进新线133开关、110kV进华甲线132开关、#3主变110kV侧103开关由110kV #5母线倒至110kV #6母线运行”、“进埔站将110kV母联170开关由运行转热备用”。此时110kV #5母线在热备用状态，110kV进麻甲线130开关间隔挂110kV #5母线；
10时10分，现场就地无压断开110kV进麻甲线130开关；
10时40分，将110kV进麻甲线130开关转检修。
11时00分，调度下令，“进埔站将110kV母联170开关由热备用转运行”、“进埔站将110kV进太甲线135开关、110kV进新线133开关、110kV进华甲线132开关、#3主变110kV侧103开关由110kV #6母线倒至110kV #5母线运行”；
至此，进埔站除故障间隔外，110kV母线已恢复正常方式。
3、提出问题
(1)110kV进麻甲线130开关分闸线圈烧毁，一定要将开关停电后无压隔离吗?
(2)闭锁分合闸的开关，能不能进行倒母线？
(3)隔离缺陷开关时，如何进行冷倒和热倒的选择？
4、分析问题
110kV线路开关机构箱配置一个分闸线圈进入控制回路，一个合闸线圈进入控制回路，部分110kV线路开关配置两个分闸线圈，但接入控制回路的只有一个分闸线圈，另一个分闸线圈是留作备用（进口、合资品牌有2个分闸线圈，国产品牌一般是1个分闸线圈）。远方、就地操作和保护跳闸，都需通过分闸线圈。
220kV线路开关机构箱配置一个合闸线圈接入控制回路，两个分闸线圈分别接入两套保护装置的控制回路中，如果其中一个分闸线圈烧毁，还有另一个分闸线圈动作去跳开开关，降低因为开关分闸线圈烧损毁锁分闸，而导致影响的故障扩大，220kV开关机构箱分合闸线圈接线图如下图所示。
110kV进麻甲线130开关机构箱配置1个合闸线圈，2个分闸线圈（分闸1、分闸2，其中分闸1线圈接入控制回路，分闸2线圈不接入控制回路中）。从图1看出，无论远方、就地操作和保护跳闸，都需通过分闸线圈。唯一可用的分闸线圈烧坏，意味着只要线路故障，进麻甲线130开关将拒动，进埔站主变中压侧后备保护动作跳开所有母联、分段开关，扩大故障造成110kV 6M失压。
事实上，除开关除远方、就地操作这两种电气操作外，开关还可能通过“机械分闸”的方式机械操作，这种方式不需经过控制回路，但只有检修班组在试验开关机械特性时可能使用。
现场运行规程规定，断路器除在冷备用及检修状态外，严禁在就地进行分、合闸操作。
因此，当110kV线路开关唯一的分闸线圈烧坏时，说明开关已不具备分闸条件。唯一的处置方式就是将缺陷开关无压隔离后，再进行分闸线圈的更换。
3）冷倒和热倒选择
因进埔站没有旁路开关，倒空其中一段母线后串代隔离是唯一可行的方式，那么，如何进行冷倒和热倒选择。
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从风险分析：热倒过程中，若110kV进麻甲线故障或母线故障，将造成110kV 5-6M失压，存在3个110kV变电站失压的电力安全二级事件风险。冷倒则不存在风险升级的问题。
从用户影响分析：冷倒过程中，需进麻乙线停电，造成麻涌站、玖龙电厂短时失压。热倒则不存在负荷损失的问题。
结合《东莞供电局母线倒闸操作通用原则》规定，热倒不会突破“全站110千伏母线失压不会导致电力生产安全一级事件及以上的事故事件”的规定，再考虑天气良好，线路跳闸概率极低，故本次采用热倒的方式比较合适。
更进一步分析，假设冷倒过程中，不会造成负荷损失和可靠性明显降低，是否都需按《东莞供电局母线倒闸操作通用原则》要求热倒呢？事实上应该根据具体情况具体分析，特别是雷雨天气时线路跳闸概率大，或需要冷倒的间隔较少时，可以优先考虑冷倒。
4）隔离故障开关的方法
注意进埔站110kV母线的特殊方式（分段1501、1505刀闸替代分段150开关功能）。当值处置该故障时，总共考虑有三种方法，现结合《广东电网220kV及以上断路器闭锁分闸故障处置决策流程》、《东莞供电局母线倒闸操作通用原则》及电网负荷情况进行分析。
负荷情况：进埔站全站负荷约480MW，变低负荷60MW，110kV母线负荷420MW。110kV #5、#6母线负荷约280MW。
方法1：将110kV #6母线除进麻甲线130开关外所有间隔全部热倒至110kV #5母线运行，再将110kV #6母线转热备用隔离故障
该方法总共需要操作4个开关倒母，且由于110kV #1M、#5M之间没有母联开关连接，采取该方法隔离故障将导致进埔站110kV母线分列运行，由进埔站#3主变供110kV #5M、#6M及#3主变变低负荷。#3主变额定容量为240MW，而110kV #5M、#6M及#3主变变低总负荷为310MW，需要转移负荷约70MW，当前运行方式很难满足要求。当值询问玖龙电厂能否上网50MW顶峰，玖龙电厂答复目前不具备条件，故该方法需提前进行负荷控制。
方法2：将110kV #5母线所有运行设备倒至110kV #6母运行，再将110kV母联170开关转冷备用后和上110kV #1-#5M的1501和1505刀闸，然后将110kV #6母线除进麻甲线130开关外所有间隔全部热倒至110kV #5母线运行，最后将110kV #6母线转热备用隔离故障
该方法总共需要操作11个开关倒母，两个110kV母联刀闸合闸，母联170开关两次冷备用热备用转化，操作步骤最为复杂，耗时最长。考虑该方法的依据是开关闭锁分合闸的处置流程相关规定：
根据进埔站的接线方式，无法直接停母线隔离且110kV母线无旁路开关，因此只能考虑倒空母线隔离，但同样由于110kV #1M、#5M之间没有母联开关连接，只有通过倒空110kV #5M，用母联刀闸将110kV #5M与110kV #2、#6并列后才可进行相关隔离工作。
方法3：先将故障开关由110kV #6母线倒至110kV #5母线运行，再将110kV #5母线除故障开关外所有开关倒至110kV #6母线运行，最后将110kV #5母线转热备用隔离故障
该方法总共只需要倒5个开关间隔，无需操作母联刀闸及负荷控制，即可将故障开关隔离。操作简单，耗时最少，且3种方法操作风险相同——均为110kV #5、#6母线故障，导致港区站、华南站、麻涌站失压的二级事件风险。
三种方式对比，明显可以看出方法3操作量最少且无需进行负责控制，是最优的。但是闭锁分合闸的开关能否进行倒闸操作？继续分析：
闭锁分合闸后的开关（以下简称故障开关）能否开展倒母操作在《广东电网220kV及以上断路器闭锁分闸故障处置决策流程》及《东莞供电局母线倒闸操作通用原则》中均未明确，设备是否具备倒母条件，应根据现场设备状态评估及调度风险分析评估后决定。
假设故障开关具备倒母条件，那系统操作风险是否会增加了？
1）将故障开关110kV进麻甲线130开关由110kV #6母线热倒至110kV #5母线过程中，若110kV进麻甲线线路发生故障（开关将会拒动）或110kV #5、#6母线故障，导致港区站、华南站、麻涌站失压的二级事件风险。
2）若考虑倒空110kV #6母线其他间隔隔离故障，倒母的过程中若110kV进麻甲线线路发生故障或110kV #5、#6母线故障，风险同倒110kV进麻甲线开关一致。因此采用方法3并未增加操作风险。
得出结论，方法3是可行且最优的。
5、总结
此次事件是近年来“难得”的一次处置开关闭锁分闸缺陷的实践，具有较好的参考意义，特别是巧妙地将缺陷开关倒换母线后，大大减少了操作的步骤。调度员在各类考试中和文件学习过程中，很容易就形成一种固定思维（缺陷开关都是不倒母的），在实际应用中没有灵活变通，这是此次事件过程中的“遗憾”。
对于110kV线路开关分闸线圈烧坏，关键点总结如下：
（1）开关停电隔离是必须的，应尽快进行风险分析；
（2）中调的《广东电网220kV及以上断路器闭锁分闸故障处置决策流程》是适用的，应依次选择方式1、2、3；
（3）视具体情况选择冷倒和热倒，条件同等情况下，冷倒较优；
（4）规定没有禁止闭锁分合闸开关的倒母操作。
6、结语
断路器运行的可靠性与稳定性直接关系着整个电网的运行安全，运行中的断路器发生闭锁分合闸的故障率也是存在的，且一般都是突发性故障，断路器一旦发生了闭锁分合闸现象，如果处理不及时，对电网的安全运行存在严重的威胁。了解断路器闭锁分合闸故障常见原因，掌握故障的查找和处理方法，采取合理有效的故障预防措施，对于断路器的正常运行至关重要。现阶段而言，作为电力设备的运行管理人员，当故障出线时，能做到快速、准确处理。每一位电力工作者都需要掌握断路器闭锁分合闸的处理技术与方法，需要与时俱进，不断改进和创新，这样才能够真正保证电网运行的可靠性、安全性及稳定性，进而促进我国电网建设与经济建设事业的和谐发展。
参考文献：
【1】李坚.电网运行及调度技术问答.中国电力出版社. 2015.5
【2】《广东电网220kV及以上断路器闭锁分闸故障处置决策流程》
【3】《东莞供电局母线倒闸操作通用原则》
【4】《 220kV进埔变电站现场运行规程》
【5】《南方电网调度运行规程》
【6】《南方电网调度事故处理规程》
作者简介：
郝乾啸（1989—），男，广东东莞人，本科
广东电网有限责任公司东莞供电局，电力系统调度与运行
论文作者:郝乾啸
论文发表刊物:《电力设备》2019年第1期
论文发表时间:2019/6/21
标签：母线论文; 线圈论文; 断路器论文; 故障论文; 电网论文; 操作论文; 方法论文; 《电力设备》2019年第1期论文;