500kV 断路器操作箱异常分析及对策
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断路器控制回路异常分析及处理摘要:断路器是电力系统中的重要设备之一,由于各种原因引起运行中断路器发生非故障性误跳闸事件时有发生。
因此,防止断路器误动非常重要,目前,多是从管理角度加强防范,如加强巡视和维护工作等。
本文提出断路器控制回路优化方法,以解决断路器误动问题。
关键词:断路器控制;回路异常;处理1 断路器控制回路异常情况分析1.1 断路器操作电源监视问题在断路器机构的电路中,由于系统远方操作箱跳闸、合闸只与串联电路相关,如果该线路掉电时会产生跳闸、合闸不通问题,由于TWJ或HWJ位置继电器均不吸合,会发出控制断线信号;但由于断路器是串联形式,如果并联线路出现问题,回路依然会正常运作,保护装置不会发出任何信号。
但实际上断路器控制回路的压力闭锁回路、储能控制回路、信号回路都已经失效。
如果进行合闸操作,合闸弹簧又没有储能,导致继电器无法与并联电路吸合,电路器也无法获取机构未储能信号,断路器合闸回路无法闭锁,合闸后回路通过操作箱HBJ与合闸回路保持导通状态,最终导致合闸线圈无法断电产生烧毁问题。
如果断路器压力降低,同样不会发信和闭锁操作,导致断路器状态失控,可能出现断路器气压异常造成断路器跳闸、合闸,埋下安全隐患。
1.2 储能控制与闭锁回路问题储能闭锁回路和储能信号都取自与继电器的常开、常闭,继电器只能在未储能时动作,已储能时不动作。
但继电器不动作,不能够说明储能装置或该回路没有问题,如果继电器线圈损坏、断路器电源掉电、SP 接电损坏,同样会导致继电器不动作,从而导致断路器在合闸后无法储能,并且不能被发现,闭锁回路失效,在下一次合闸时很容易造成线圈烧毁。
1.3 正常停电检修操作所引起的控制回路断线当操作电源整体未出现闭合现象时,各个线圈均不会出现带电现象,此时常见的闭合节点也会处于闭合状态,并将控制回路断线警告发出。
当储能电源存在空开未闭合状态时,很容易引起储能电源失电现象,此时的开关控制回路与相关节点处于串联状态,而且并未闭合,开关在未储能断开状态下形成回路负电,并引发控制线路出现报警问题。
关于断路器异常运行及故障原因分析贾献居(山东曹县供电公司)摘要:高压断路器是重要的电网设备,其运行状态直接影响整个电力系统的运行稳定性和供电可靠性,所以做好高压断路器的异常分析,提高检修人员对各类异常的认识,对电网的稳定运行和提升检修人员的业务素质有着积极的意义。
?本文就断路器常见运行故障进行分析。
关键词:断路器、常见故障、原因分析。
断路器是接通和切断电路的主要电气设备.由于它的操作非常频繁,因此经常出现一些故障。
例如,断路器合不上或拉不开.断路器不正常的自动分闸或自动合闸.泊断路器缺油或油质炭化,断路器操作能源失常,甚至还会发生断路器着火或爆炸的重大事故.等等。
一、断路器运行中发生拒绝跳闸故障的分析、判断与处理?断路器的"拒跳"对系统安全运行威胁很大,一旦某一单元发生故障时,断路器拒动,将会造成上一级断路器跳闸,称为"越级跳闸"。
这将扩大事故停电范围,甚至有时会导致系统解列,造成大面积停电的恶性事故。
因此,"拒跳"比"拒合"带来的危害性更大。
对"拒跳"故障的处理方法如下。
?1.拒跳”故障的特征为:回路光字牌亮,信号掉牌显示保护动作,但该回路红灯仍亮,上一级的后备保护如主变压器复合电压过流、断路器失灵保护等动作。
在个别情况下后备保护不能及时动作,元件会有短时电流表指示值剧增,电压表指示值降低,功率表指针晃动,主变压器发出沉重嗡嗡异常响声,而相应断路器仍处在合闸位置。
2.确定断路器故障后,应立即手动拉闸。
(1)当尚未判明故障断路器之前而主变压器电源总断路器电流表指示值碰足,异常声响强烈,应先拉开电源总断路器,以防烧坏主变压器。
(2)当上级后备保护动作造成停电时,若查明有分路保护动作,但断路器未跳闸,应拉开拒动的断路器,恢复上级电源断路器;若查明各分路保护均未动作(也可能为保护拒掉牌),则应检查停电范围内设备有无故障,若无故障应拉开所有分路断路器,合上电源断路器后,逐一试送各分路断路器。
一起500kV断路器失灵保护跳闸开入异常分析与处理作者:陈雪波来源:《企业科技与发展》2020年第01期【摘要】当电网发生故障时,断路器失灵保护作为电网的后备保护有着至关重要的作用,是保证电网可靠运行的重要屏障。
失灵保护的误动或拒动会扩大电网事故的范围,对电网造成巨大影响。
文章对一起500 kV断路器失灵保护跳闸开入异常进行分析,并提出了整改措施。
【关键词】500 kV断路器失灵保护;跳闸开入;原因分析;风险分析;整改措施【中图分类号】TM561 【文献标识码】A 【文章编号】1674-0688(2020)01-0105-030 引言断路器失灵保护按照如下几种情况考虑,即故障相失灵、非故障相失灵和发、变三跳启动失灵,此外充电保护动作时也启动失灵保护。
1 设备状态(1)保护配置(见表1)。
(2)保護投退。
500 kV逢玉线重合闸采用断路器保护装置重合闸功能,主一、主二保护重合闸功能停用,重合闸方式为单重,5033开关投先重,5032开关投后重。
(3)一次接线图(如图1所示)。
2 事情经过在500 kV第三串联络5032断路器保护停电预试过程中发现,500 kV第三串联络5032断路器保护B相跳闸开入无变位,500 kV逢玉线主一、主二保护动作无法启动5032开关重合闸和失灵保护功能,存在500 kV逢玉线线路B相单相接地故障的情况下5032开关重合闸和失灵保护拒动的风险。
3 原因分析(1)检验500 kV逢玉线主一保护启动5032断路器保护重合闸及失灵回路时发现,5032断路器保护装置B相跳闸开入无变位信息,A、C两相跳闸开入正常。
(2)模拟逢玉线主二保护动作,检验500kV逢玉线主二保护启动5032断路器保护重合闸及失灵回路发现,5032断路器保护装置B相跳闸开入接点仍无变位(如图2所示)。
(3)现场检查接线正确、牢固,无端子松动现象,为了确定是保护装置插件故障还是外部回路问题,将5033断路器保护装置相应插件替换5032断路器保护装置插件,开入量变化正常,由此确定5032断路器保护开入插件有异常;在端子排测量跳闸开入回路的电位变化情况,显示均正常(如图3、图4所示)。
500kVGIS断路器异常跳闸故障的分析与处理GIS是指气体绝缘金属封闭开关设备(Gas Insulated Switchgear),简称GIS,主要由断路器、隔离开关、接地(快速)开关、互感器、套管、避雷器、母线等电器元件组成,经优化设计有机组合的高压配电装置,各间隔间用导电性能较好地导体连接,并以SF6气体作为绝缘和灭弧介质。
标签:500kv;GIS断路器;跳闸故障1故障断路器内部检查概况检测该断路器C相气室SF6气体分解产物,与最近一次检测结果比较,分解产物中出现SO2及H2S气体,内部放电故障的可能性进一步增大。
对该故障断路器C相靠近充排气接口一侧进行开盖检查,发现均压电容靠端盖侧均压帽表面及壳体底部有放电烧熔现象,均压电容绝缘材料表面靠近均压帽一端底部烧黑,壳体下部覆盖有少量熔融物,未发现明显放电点。
下部壳体内壁存在细微的白色和黑色颗粒物,材质坚硬,似金属颗粒。
气室内部多处出现白色絮状物,材质较软,似非金属纤维。
该气室内其余部位均未发现明显的放电痕迹及其他异常,均压电容、导电杆、操作机构连杆等处固定螺栓连接紧固,无松动。
提取少量壳体下部熔融物,可明显嗅到刺激性气味,其中应含有SF6分解产物SO2及H2S气体,但白色和黑色颗粒物、白色絮状物无刺激性气味。
对有明显烧蚀痕迹的断路器断口均压电容进行现场试验,其试验结果仍能满足铭牌参数要求,同时满足DL/T 596-1996《电力设备预防性试验规程》及QCSG1206007-2017《电力设备检修试验规程》的相关规定,表明本次内部放电故障较轻,释放能量较小,均压电容基本性能未受到明显影响。
2 故障分析及现场处置2.1 故障原因分析根据故障断路器运行情况、保护动作情况、故障录波、断路器C相开盖检查情况综合分析判断,本次断路器跳闸是由于C相故障侧断口下端均压电容均压帽对下部壳体电弧放电导致。
GIS内部放电主要包括:自由金属颗粒放电、悬浮电位体放电、沿面放电、绝缘件内部气隙放电、金属尖端放电等。
500kV断路器控制回路断线分析与改进摘要:科技在迅猛发展,社会在不断进步,断路器控制回路控制断路器进行跳合闸操作,对断路器的可靠动作非常重要。
控制回路断线信号回路由合闸位置继电器和分闸位置继电器的常闭接点串联构成,实现对控制回路状态的监视。
对某变电站监控系统报“500kV断路器A相控制回路断线”异常信号报文进行了分析,阐明了该现象产生的动作原理,并提出了相应的改进建议。
关键词:断路器;控制回路断线;位置继电器引言断路器控制回路是操作断路器分合闸的二次回路,在所有断路器二次回路中有着最为重要的定位,也是二次系统切除故障最直接的回路。
因此,针对断路器控制回路专门设计了一套监视回路,并通过监视回路对控制回路的运行状态进行实时报警或预警,以保证控制回路在故障到来时,必须具备分合断路器的能力。
“控制回路断线”信号便是针对该回路设计的报警信号回路,控制回路断线时,断路器将无法分合,故障来临时断路器也将丧失故障切除的能力。
但目前控制回路采取的监视回路只具备简单的监视回路完好与否的功能,并不能定位控制回路断线点的具体位置,检修人员针对此类型缺陷进行处理时,无法掌握最及时的缺陷情况及信息,缺陷处理效率并不高,而控制回路断线缺陷未消除,巨大的电网风险就会一直存在。
因此,需要针对目前系统内断路器控制回路的监视设计满足日益剧增的电网风险相匹配的解决方案。
1断路器控制回路断线信号原理断路器控制回路断线信号用来监视断路器跳、合闸回路是否正常。
控制回路断线信号回路是由跳闸位置继电器(TWJ)常闭接点与合闸位置继电器(HWJ)常闭接点串联构成的,如图1所示。
正常状态时,TWJ和HWJ中有一个位置继电器励磁动作,对应常闭接点断开,控制回路断线,回路不通。
当TWJ和HWJ皆不励磁,则其常闭接点闭合,回路导通,报控制回路断线。
2500kV断路器控制回路断线分析与改进2.1防跳功能有时由于断路器本体辅助接点或保护装置内部继电器接点黏连等原因,在断路器合闸后,启动回路接点实际未分开,合闸脉冲始终存在,若此时继电保护动作跳开断路器,但由于合闸脉冲始终存在,断路器会再次合闸。
分析 500kV断路器失灵保护跳闸开入异常与处理摘要:现阶段我国正积极强化对电网的建设,提高电力系统运行过程中的安全性与稳定性。
在实际应用中为了防止电力系统故障引发的严重后果,一般常用断路器失灵保护装置来进行预防。
但从具体的案例中可以发现,500kV断路器失灵保护装置自身也容易受到多种因素影响而发生跳闸开入异常的情况,这就造成该装置无法发挥有效的保护作用,一旦电网失灵则很有可能对整个系统造成严重的冲击,这将使电力企业受到较大损失。
当前阶段对500kV断路器失灵保护跳闸开入异常进行分析十分必要,进而找到更为科学、合理、可行的处理方法。
关键词:500kV电网;断路器失灵保护;跳闸开入;处理整改措施前言:500kV电力网是较为常用的电力系统,在很多生产过程中有着积极的应用。
加强对电力系统安全运行保护装置的优化意义重大,这不仅与企业生产效率直接相关,更重要的是对生产过程中人员与器械的安全性起到不容忽视的影响作用。
断路器作为一种常见的保护装置,想要提高其工作的稳定性就要从原理方面出发,分析这一装置可能出现异常的位置与情况,从而对这些分析结果加以有效规避,达到降低500kV断路器失灵保护的可能性。
1.断路器失灵保护的基本概况1.1断路器失灵保护的概念及内容电力系统的应用十分广泛,不仅为大众的基础生活活动提供了良好的条件与保障,同时更是给予了现代化生产关键的动力。
但在使用电能的过程中还应加强安全防护工作,一旦使用不当它将释放出巨大的危害力。
所以在标准的电力系统中都会设置有保护装置,这一装置的主要作用就是一旦当电力系统发生故障时会及时作出反应,具体表现为自动跳闸来切断整个电路系统的连接,防止短路对系统带来的强大电流冲击。
断路器是一种较为常用的保护装置,在实际使用中断路器可能受到多种因素的影响而导致无法在电路故障中完成跳闸指令,这种情况则称之为断路器失灵。
一旦发生失灵对于电力系统来说将面临较大危险,整个电路由于电流过大温度升高等极易引发火灾。
500kV交流变电站断路器的运行情况及故障原因分析摘要:断路器是指能够关合、承载和开断正常回路条件下的电流并能关合、在规定的时间内承载和开断异常回路条件下的电流的开关装置。
可用来分配电能,不频繁地启动异步电动机,对电源线路及电动机等实行保护,当它们发生严重的过载或者短路及欠压等故障时能自动切断电路,其功能相当于熔断器式开关与过欠热继电器等的组合。
而且在分断故障电流后一般不需要变更零部件。
目前,已获得了广泛的应用。
500kV交流变电站在运行过程中,断路器经常会发生故障,近几年来更是屡见不鲜,这对我国电网的运行效果产生了十分不利的影响。
因此,必须对交流变电站断路器进行认真考察,分析其运行状况以及发生故障的原因,进而提出行之有效的对策来帮助变电站工作人员更好地开展工作,最红促进我国电网朝着更稳定、更安全、更长远的方向发展。
关键词:500kV交流变电站;断路器;运行故障一、500kV交流变电站断路器的运行情况及故障原因1.1 500kV交流变电站断路器的运行情况分析目前我国500kV交流变电站断路器的运行状况较为良好,只有少数断路器产生故障情况,但是依然不能小视这些情况。
有些变电站在正式投入使用之后,初始的运行状态可能不错,断路器也能很好地发挥投切功能,但是经过长时间的使用之后,断路器的触头就容易出现一些烧伤,从而增加接触时的电阻值导致相回路的电阻值超标,使得设备不能发挥其控制作用。
面对这种情况,可以采用短期或长期措施来调整,从而消除设备中一些潜在的故障因素,使得变电站设备可以处在一个长期的健康状态之下。
相反,如果对这些故障采取忽视态度的话,不仅会对电力系统的稳定运行产生不良影响,更有可能会发生电容爆裂事故。
因此,断路器在高压变电站的运行中有着举足轻重的地位,必须对其加强监督与控制,决不能放松警惕。
1.2 500kV交流变电站断路器故障发生的原因关于500kV交流变电站的断路器发生故障的原因,应该要从断路器的各方面来进行分析:1.2.1 GIS设备可能存在故障GIS设备故障是500kV交流变电站断路器故障中最常见的故障类型之一,排除由于人为因素所致的原因,设备安装不合格、维护措施不到位和设备清洁度不够等也是导致GIS设备产生故障的重要因素之一。
500kV断路器操作箱异常分析及对策
黄 凯
(中国南方电网调峰调频发电公司天生桥水力发电总厂,贵州 兴义 562400)
摘要:针对某电站500kV线路断路器操作箱异常进行探讨,从现场试验过程记录、异常表面现象进行分析,最终确定此异常是由于断路器操作箱的防跳回路与断路器本体防跳回路配合不一致所导致。
关键字:线路保护;断路器;操作箱
Analysis of 500kV Circuit Breaker Operation Box Failure
and its Countermeasures
HUANG Kai
(CSG Power Generation Company Tianshengqiao Hydropower Station,
Xingyi, 562400, Guizhou, China)
Abstract: Based on the abnoemity of operation box found in the field test proces,in this
paper,combined with the cooperation of the anti-jump relay in operating box and the local control circuit breaker is analyzed and the finalized resuit is due to the anti-jumping circuit in the operation box and the anti-jumping circuit in the breaker body not coordinating.
Key words:Relay Protection;Circuit Breakers ;Operating Box
0.前言
某电站一条500kV线路保护装置定检调试完成后,线路投运前,对线路间隔开展保护传动断路器试验。
在进行线路主二保护LFP-902D传动断路器过程中,发现断路器操作箱CZX-22A B相合闸插件(HB)出现继电器接点烧损。
异常发生后,立即停止传动试验工作,分析断路器操作箱异常原因,并针对这一异常提出相应改进建议。
1.异常简介
在开展500kV线路间隔主二保护LFP-902D传动断路器试验的步骤如下:
1.1模拟500kV某线路A相故障,主二保护LFP-902D跳断路器A相动作,断路器A相跳闸并重合成功。
观察主二保护LFP-902D、断路器保护LFP-921B装置及操作箱CZX-22A动作行为,动作结果正常,未发现异常。
1.2模拟线路B相故障,主二保护LFP-902D跳断路器B相动作,断路器B相跳闸,但由于试验时加入故障量的时间稍长,此时保护装置的动作情况有:
1)主二保护LFP-902D跳断路器B相动作;
2)断路器保护LFP-921B重合闸动作;
3)CZX-22A操作箱“TA2”、“TB2”、“TC2”及“CH”红灯亮。
在复归保护信号,检查保护装置时,发现CZX-22A操作箱有烟雾从箱顶冒出,并有焦臭味散出,立即拉开断路器两组操作电源,停止传动试验,对操作箱进行检查。
打开操作箱盖板,逐一拔除操作箱CZX-22A的插件进行检查,发现B相合闸插件(HB)有继电器烧损现象。
经对照原理图,该继电器为B相合闸回路中的防跳重动继电器(2TBUJ),其右上角有严重的烧融痕迹,且在烧损的同时对上排继电器造成了不同程度的损害。
如图1.1所示。
图1.1 断路器操作箱CZX-22A B相合闸插件继电器烧损图 2.异常经过及初步原因分析
2.1异常动作过程记录
提取操作箱异常动作过程记录,对线路主二保护LFP-902D传动断路器B相的过程进行分析。
从异常动作过程记录的事件量判断,该传动试验动作过程可分为以下阶段: 1)20:0:34.316,主二保护LFP-902D跳断路器B相动作;
2)20:0:34.330,断路器B相跳闸;
3)20:0:35.253,B相跳闸后约910ms,断路器LFP-921B发重合令;
4)20:0:35.268,B相跳闸后约940ms,断路器A、C相跳闸;
5)20:0:35.310,断路器保护LFP-921B重合闸令发出后约60ms,断路器B相重合出口;
6)20:0:35.335,断路器B相重合后立即跳开;
7)20:0:48.204~20:1:18.375,主二保护LFP-902D动作返回,并复归信号;
8)20:1:50.924,发现断路器操作箱CZX-22A有烧损现象,立即拉开两组控制电源开关。
2.2操作箱2TBUJ继电器烧损原因分析
通过查看断路器操作箱CZX-22A原理接线图,B相合闸插件防跳重动继电器(2TBUJ)的烧损部位为其常闭接点,即串接在断路器操作箱的B相合闸回路中起到切断合闸回路的防跳功能。
初步分析,该常闭接点烧损是由于在打开时产生了拉弧现象。
如图2.1所示。
图2.1 产生拉弧受损的2TBUJ常闭接点
3.现场查找分析
3.1通过上述异常经过记录分析,初步判断防跳重动继电器(2TBUJ)常闭接点产生拉弧烧损的原因是由于操作箱与断路器本体防跳回路配合不一致引起。
在上述“2.1异常动作过程记录”的第5)、6)阶段,断路器保护LFP-921B发重合闸令使操作箱CZX-22A内重合闸重动继电器(ZHJ)动作,并驱动继电器接点使B相合闸回路导通,60ms后断路器B相合闸,断路器B相重合仅20ms~30ms后立即跳开。
但由于重合闸的合闸脉冲为120ms,在断路器B相跳开后约30ms时间内,重合闸重动继电器(ZHJ)接点保持闭合,操作箱防跳重动继电器(2TBUJ)的常闭接点滞后于断路器本体的防跳回路动作。
由于断路器本体的防跳继电器线圈电阻较大(1485Ω),导致操作箱2TBUJ继电器的常闭接点在动作切断直流电源时产生很高的电动势,出现拉弧烧损。
如图3.1所示。
图3.1 重合闸重动继电器的常开接点驱动合闸回路导通
3.2断路器A、C两相跳闸原因分析
根据当时的动作情况分析,线路主二保护LFP-902D及断路器保护LFP-921B并无跳A、C两相信号。
操作箱CZX-22A“TA2”、“TC2”信号及断路器A、C两相跳闸的原因是断路器保护LFP-921B发出重合闸令的同时重合闸“放电”,将沟三跳接点(GST)闭合,沟三跳接点(GST)将A、B、C三相的第二组跳闸回路并联。
由于断路器B相跳开后,所模拟的B相故障时间稍长,主二保护LFP-902D的跳闸接点保持闭合,导致A、C相跳闸。
如图
3.2所示。
图3.2 断路器第二组跳闸回路(三相通过GST接点并联)
3.3解除断路器本体防跳回路后试验验证
通过对以上故障的分析,取消断路器本体防跳回路,并更换HB插件后,选用C相重现同样的故障试验,再次出现HC插件2TBUJ常闭接点烧损,同时HC插件的合闸保持继电器限流电阻引脚由于过热从焊点处脱落(2A档电阻)。
再次分析操作箱防跳重动继电器(2TBUJ)的常闭接点烧损的原因,判断为断路器常开及常闭辅助接点在状态转换上存在状态重叠所致(即常开辅助接点在闭合的同时常闭接点尚未打开)。
在断路器B相重合的过程中,B相即将合闸,其本体跳闸回路中的常开辅助接点提前转为闭合态。
此时主二保护LFP-902D的跳闸接点在合位,操作箱B相跳闸回路导通,使B
相跳闸继电器(2TBIJ)励磁,驱动其接点使防跳重动继电器(2TBUJ)励磁。
重合闸重动
继电器(ZHJ)接点保持闭合,从而使2TBUJ得常闭接点先于断路器常闭辅助接点打开,切断直流电源,在2TBUJ常闭接点打开的过程中产生较大电流,导致拉弧烧损。
4.整改建议措施
此次继电器接点拉弧烧损主要原因是由于断路器操作箱的防跳回路与断路器本体防跳回路配合不一致所导致。
根据《中国南方电网公司继电保护反事故措施汇编(2008年版)》中第7.6条规定,保护装置和断路器上的防跳回路应且只应使用其中一套。
即:防跳回路可以切换时,通常远方操作采用操作箱的防跳回路,就地操作时自动切换为断路器本体的防跳回路;防跳回路不可以切换时,可选用保护装置或断路器本体防跳回路其中一个。
而此断路器保护还存在断路器操作箱的防跳回路与断路器本体防跳回路共用的情况,建议对不符合要求的断路器保护进行整改。
由于线路保护所使用的操作箱CZX-22A投运已久,装置内部继电器存在老化、接点磨损的可能,建议制定计划,尽快将已达年限的保护装置完成改造。
5.结束语
断路器操作箱是保护装置与断路器之间的接口装置,又是远方操作断路器的执行装置,它的触点关系到断路器的正确动作。
对此类异常需加强对二次回路管理及装置的维护,设备运行年限到期的应及时改造更换,确保电网安全运行。
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