220kV断路器低油压分合闸闭锁缺陷分析

220kV断路器低油压分合闸闭锁缺陷分析

张耀浩

张耀浩

（广东电网公司佛山供电局广东佛山528300）

摘要：某变电站的220kV液压断路器在正常操作过程中出现低油压分合闸闭锁，本文以此为背景，分析低油压分合闸闭锁出现原因和处理缺陷办法,并结合实际提出相应的防控措施，保证变电设备运行的可靠性。

关键字：断路器，低油压，闭锁，防控措施

Abstract:Atransformersubstationof220kV，hydrauliccircuitbreakerinthenormalcourseofoperationappearslowoilpressurelockofopeningandclosing.Thispaper,takingthisasthebackground,analysisthereasonsanddefecttreatmentmeasuresforlowoilpressurelockofopeningandclosing,thencombiningwiththereality,theauthorputsforwardthecorrespondingpreventionandcontrolmeasures,toensurethereliabilityoftheoperationofelectricalequipment.

Keywords:Circuitbreaker，lowoilpressure，lock，preventionandcontrolmeasures

一、前言

高压断路器是变电站的主要设备，具备灭弧特性，它不仅可以切断或闭合高压线路的空载电流和负荷电流，而且当电网系统发生故障时，能跟继电保护装置相配合，切断过负荷电流和短路电流，可以说是整个电网中的关键设备，它的性能好坏直接决定整个电网系统能否正常运行，同时也是高压供、配电系统中最容易出现问题的薄弱环节。断路器发生“分合闸闭锁”的情况，基本上是因为断路器因为各种问题导致控制回路断线，从而闭锁断路器的分合闸功能。此种故障危害性较大，会在电网发生事故时导致开关拒动从而导致事故范围扩大。下面就对某变电站220kV断路器低油压分合闸闭锁缺陷进行分析。

二、断路器发生低油压闭锁分合闸闭锁过程

图1.低油压闭锁合闸回路图

某变电站220kV部分采用河南平高东芝高压开关有限公司的GIS设备，开关型号为GSP-245EH。故障前运行方式：220kV1M、2M、5M、6M母线并列运行；220kV＃1母联2012开关、＃2母联2056开关运行；＃1分段2015开关、＃2分段2026开关运行；＃1主变压器变中2201开关、220kV顺吉甲线、220kV顺世甲线运行于220kV1M母线；＃2主变压器变中2202开关、220kV顺世乙线、220kV顺吉乙线运行于220kV2M母线；＃3主变压器变中2203开关、220kV顺旭甲线、220kV顺都甲线运行于220kV5M母线；220kV顺良线、顺都乙线、顺旭乙线运行于220kV6M母线；220kV1M、2M、5M、6M母线PT运行。

2014年12月27日，500kV顺德站在进行220kV顺吉甲线26722刀闸检查性操作时,断开2672开关后，监控后台同时出现“220kV顺吉甲线GCB低油压报警”、“220kV顺吉甲线GCB低油压分合闸闭锁”信号，现场检查后发现2672开关A相油压表指示油压接近零，B、C相油压正常，油箱油标指示在降压状态参考线位置，油泵正常启动打压。检查2672开关三相在分闸位置。

三、故障原因分析

1、低油压闭锁分合闸原理

在断路器控制回路中串有油压开关辅助接点，当油压低于一定值时，不满足断路器分、合闸条件，通过断开该辅助接点来断开控制回路，从而使断路器不能正常分合闸。

如图1所示，当油压低于19Mpa时，油压开关63QBE闭合，63QEX继电器带电，合闸回路中，63QEX的常闭触点打开，断开断路器合闸回路从而造成合闸控制回路断线，闭锁合闸功能。闭锁分闸一样，当油压低于18Mpa时，油压开关63QBF2闭合，63QF2X继电器常闭触点打开闭锁分闸控制回路。

2、二次回路、信号检查

读取后台监控信号，2672开关在分闸后出现低油压报警到低油压分合闸闭锁仅仅经过1毫秒，可以判断出2672开关分闸后液压机构油压直接降低到闭锁值以下，可能存在泄漏情况，同时现场检查发现2672开关A相油压表的油压指示接近0Mpa，说明现场设备异常情况与后台监控信号相符。

图2.开关油压监控信号图

根据现场开关油压监控信号图纸进行测量，发现油压开关63QF1X、63QF2X、63QFEX触点均在闭合状态，判断后台监控信号与2672开关油压低闭锁信号相符，排除二次回路存在异常现象。

3、开关本体检查

现场检查发现2672开关A相油压表指示油压接近0Mpa，B、C相油压表油压值正常。2672开关A相油箱油标指示在降压状态。油泵在正常启动打压，但A相油压表指示始终保持在0Mpa，无法恢复额定压力值。

4、缺陷分析

查阅厂家说明书，结合该类型开关的家族性缺陷及检修班组处理后反馈的初步判断意见，初步判断2672开关分闸后出现A相油压低闭锁分合闸异常情况可能是由于分闸后，控制阀无法将高压油完全密封，使高压油路的油回流低压油路，高压油压力降低，即使油泵打压也无法建压。

B-1：操作缸B-2：液压操作活塞B-3：控制阀

B-4：传动杆B-9：分合闸指示器B-10：分闸线圈

B-11：合闸线圈B-20：油泵单元B-21：液压油泵

B-22：通气孔盖B-24：油泵电机B-25：逆止阀

B-26：油标B-27：油过滤器B-30：泄压阀

B-31：排油阀（常闭状态）B-40：贮压器B-50：油压开关

B-55：油箱B-60：油压表

如图3所示，开关在合闸位置时控制阀将高压油和低压油密封隔离（圈出位置），当分闸线圈受电励磁后，顶针推动控制阀（B-3）向右移动，将分闸侧的高压油向右推从而使高压油向下移动以使开关分闸，同时控制阀将高压油和低压油密封隔离（如图4圈出位置），保证高压油油压正常。若分闸后控制阀（图4圈出位置）不能完全密封，则高压油路的油会回流低压油路，并使油箱（B-55）内油升高，油标（B-26）指示升高，处于降压参考线位置（油箱盖是通气的），油箱内的油过满的情况下会通过通气孔流出。如果是由于控制阀密封不严，则油泵即使不停打压，高压油路也不能建立起压力。

该设备在安装验收时发现机械防慢分的不可靠现象，这从高压油路上分析，由于在高压合闸油路设计较简单，并未设置合闸二级及三级闸，所以高压油路并无防慢分的性能，只靠一颗螺栓是无法阻止开关高油压的慢分；且分、合闸控制模块无设置一级阀，分、合闸阀针直接控制接触控制阀，这使开关分、合闸要求的功较大，受影响的因数也较多，这就可能使开关机构合闸可靠性降低，本次开关机构在分闸操作时由于控制阀切换不到位而出现无法正常建立油压的故障也进一步证明上述观点。

5、现场处理

结合该类型开关的家族性缺陷及检修班组处理后反馈的初步判断意见，初步判断是控制阀切换不到位而引起高低压油路贯通导致高压回路失压。通过反复操作分闸线圈（B-10）和合闸线圈（B-11）中间的顶针，使控制阀（B-3）来回运动，确认其动作顺畅后，重新启动油泵打压，逐步使油压恢复至额定值范围，并经远方遥控分合操作试验，22时50分，2672开关恢复正常运行。

四、防控措施

1、日常巡视重点关注220kV同类型开关的油位（在绿色范围）、油压（额定值25±0.5MPa）及油泵打压次数（每天少于6次）

2、日常维护做好保护装置巡视及压板检查，特别是有关220kV失灵回路压板投退位置的检查，确保失灵回路完整完好。

3、建议检修班组在防拒动检查时重点检查试验液压系统控制阀的密封情况，确保开关运行工况良好。

4、建议联系厂家针对该缺陷作进一步分析，并要求厂家提出控制措施或解决方案。

5、在缺陷未根本消除前每半年对开关进行一次操作性检查。由厂家提供现场简单检查分、合闸控制阀阻力的测试方法及工具，并在开关防拒动检查时增加分、合闸控制阀阻力的测试。

五、结语

通过本文对变电站断路器在运行操作过程中出现的低油压闭锁分合闸现象进行分析，可以知道变电站断路器的重要性，必须提高对变电站断路器的重视度，稍有不慎会发生断路器拒动的情况，造成事范围的扩大。提高对变电站断路器的结构认识，在运维过程中需要定期检查，排除安全隐患，保障变电站的安全运行及用户的供电稳定。

参考文献

［1］陈春权.高压断路器的拒跳和拒合的原因和解决方法［J］.民营科技，2009（01）：14.

［2］郭占伟,原爱芳,张长彦,等.断路器操作回路详述[J].继电器,2004(10):67-70.

［3］赵健.高压断路器设备常见事故、异常及原因分析［J］.中国科技财富，2009（06）.