FCX12HP分相操作箱防跳繼電器燒毀事故原因分析

1、FCX-12HP分相操作箱防跳繼電器燒毀事故原因分析王天鍔1劉暢1劉立平1(1湖南送變電建設(shè)公司調(diào)試所，湖南長(zhǎng)沙410017)摘要：本文詳細(xì)分析了一起由于斷路器二次輔助節(jié)點(diǎn)不切換導(dǎo)致微機(jī)保護(hù)裝置中防跳繼電器和斷路器合位信號(hào)繼電器燒毀的事故。通過(guò)分析可以發(fā)現(xiàn)SF6斷路器輔助觸頭不切換不僅會(huì)導(dǎo)致斷路器拒動(dòng)和燒毀跳閘線圈，還會(huì)引起二次回路其它元件的損壞。而且如果是第二路防跳繼電器先燒毀而信號(hào)繼電器和跳閘線圈沒(méi)有被燒毀，則故障現(xiàn)象不明顯會(huì)使得調(diào)試人員或運(yùn)行檢修人員很難及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題設(shè)備而導(dǎo)致設(shè)備“帶病運(yùn)行”。因此，如果在新建變電站的整組試驗(yàn)過(guò)程或運(yùn)行站的運(yùn)行過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)因斷路器輔助觸頭不切換而導(dǎo)致斷路器

2、拒動(dòng)或跳閘線圈燒毀時(shí)，調(diào)試人員或工作人員必須對(duì)該斷路器的跳閘回路進(jìn)行全面的檢查，而不僅僅只檢查斷路器本身或更換跳閘線圈。關(guān)鍵詞：輔助觸頭、切換、防跳繼電器、操作回路中圖分類號(hào)：TM774 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B 文章編號(hào)：The Analysis of a Burning Accident of an Anti-pump Relay in FCX-12HP Operated in Single PhaseTianE Wang1 Chang Liu1 Liping Liu1 (1. The Commission Institute in Hunan Electric Power Transmission

3、 and Substation Construction Company，Hunan Changsha 410017)abstract: This paper analyze the cause that an anti-pump relay and signal relay in the protection equipment are burned due to the SF6 circle breakers auxiliary contact not switching. As we can see if the circle breakers auxiliary contact not

4、 switching, not only the circle breaker will be failure to operate, but also the component in the secondary circle will be burned. Moreover, it is not easy to find out the burned components if the anti-pump relay burned firstly and the signal relay , circle breaker can still work, because in this si

5、tuation, the phenomenon of the burning accident is not evident, especially if the relay is burned after commission testing. When the burned components not be find out in time, it result in the equipment operating with the defects. Therefore, if the circle breakers auxiliary contact not switching dur

6、ing the commission testing or operating, the related secondary circle must be checked in detail but not only checking the circle breaker itself.Key words: auxiliary contact, switching, anti-pump relay, operator circle0 引言220kV線路保護(hù)在整個(gè)電網(wǎng)系統(tǒng)中的作用相當(dāng)重要，它的可靠與否直接影響系統(tǒng)的穩(wěn)定和電能的輸送質(zhì)量1。目前，220kV線路保護(hù)以微機(jī)保護(hù)裝置為主，因此其可靠性已

7、相當(dāng)高，但由于某些回路需要與其它外部回路連接，特別像跳合閘（斷路器跳、合位監(jiān)視）等回路不僅電纜長(zhǎng)，同時(shí)還與斷路器的輔助節(jié)點(diǎn)關(guān)聯(lián)，則如輔助節(jié)點(diǎn)不切換、電纜受潮或被損壞等因素均有可能導(dǎo)致220kV線路保護(hù)在實(shí)際運(yùn)行中可靠性性降低，甚至燒毀保護(hù)裝置中的元件，更重要的是如果是由外部回路導(dǎo)致保護(hù)裝置元件的損壞有時(shí)候很難被及時(shí)發(fā)現(xiàn)而“帶病運(yùn)行”，這對(duì)新建變電站的調(diào)試而言可能會(huì)誤導(dǎo)調(diào)試人員的判斷，甚至不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題設(shè)備。對(duì)運(yùn)行變電站則可能會(huì)導(dǎo)致保護(hù)的拒動(dòng)或誤動(dòng)，同時(shí)也會(huì)使檢修人員的工作出現(xiàn)偏差。本文針對(duì)實(shí)際工作中的問(wèn)題進(jìn)行了詳細(xì)的分析，并提出了相應(yīng)的建議，希望能為調(diào)試工作者和運(yùn)行檢修人員在遇到類似情況時(shí)提

8、供有用的幫助。本文由以下幾部分構(gòu)成：0，引言；1，事故經(jīng)過(guò)；2，事故原因分析；3，事故總結(jié)。1 事故經(jīng)過(guò)某變電站將于第二天送電，但在與地調(diào)監(jiān)控中心進(jìn)行聯(lián)調(diào)時(shí)突然發(fā)現(xiàn)母聯(lián)充電保護(hù)裝置操作箱FCX-12HP的第二路跳閘相的跳位燈不亮，在進(jìn)行充電保護(hù)跳閘試驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)SF6斷路器A相連續(xù)跳合跳，即無(wú)法利用保護(hù)測(cè)控裝置的操作箱實(shí)現(xiàn)防跳功能。之后，調(diào)試人員與保護(hù)裝置廠家發(fā)現(xiàn)保護(hù)裝置的跳閘插件中的第2路跳閘信號(hào)繼電器2TXJa和第2路防跳繼電器2TBJa已被燒壞。當(dāng)時(shí)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試人員和廠家懷疑是二次回路可能出現(xiàn)了錯(cuò)誤，但經(jīng)過(guò)仔細(xì)復(fù)審設(shè)計(jì)圖紙和二次接線均沒(méi)有發(fā)現(xiàn)任何問(wèn)題。同時(shí)，調(diào)試人員發(fā)現(xiàn)被燒毀的繼電器表面沒(méi)有發(fā)熱

9、的現(xiàn)象，而且操作箱內(nèi)沒(méi)有任何物體被燒的化學(xué)氣味，因此初步確定兩個(gè)繼電器可能是在以前就被燒毀。根據(jù)調(diào)試人員現(xiàn)場(chǎng)回憶，在近一個(gè)月以前，該母聯(lián)斷路器的A相的跳閘I和跳閘II線圈由于斷路器輔助節(jié)點(diǎn)不切換而燒毀。結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)情況及仔細(xì)分析圖紙，我們確定正是由于這次輔助節(jié)點(diǎn)不切換導(dǎo)致了2TXJ和2TBJ兩個(gè)繼電器的燒毀。2 事故原因分析為了便于分析，我們給出該保護(hù)裝置操作箱中A相第二組跳閘回路圖圖1. A相第二組跳閘回路圖Figure 1. Phase As second trip circle圖(1)中的元件如下：2TXJa ：第2路跳閘信號(hào)繼電器；2TBJa：第2路防跳繼電器；R2HWJa：合后回路限流電

10、阻；2HWJa：合后繼電器；STJ：手跳繼電器輔助節(jié)點(diǎn)；2TJR：不起動(dòng)重合閘跳閘繼電器輔助節(jié)點(diǎn)；2TJQ：起動(dòng)重合閘跳閘繼電器輔助節(jié)點(diǎn)；Q：斷路器輔助觸點(diǎn)；TQ：斷路器跳閘2線圈；當(dāng)斷路器在合位時(shí)斷路器輔助觸點(diǎn)Q在合位，此時(shí)只要手跳繼電器STJ或保護(hù)跳閘繼電器2TJR(2TJQ)動(dòng)作或外部跳閘有開(kāi)入，電流型防跳繼電器2TBJa就會(huì)被啟動(dòng)，由于保護(hù)跳閘信號(hào)很快，通常是瞬動(dòng)觸點(diǎn)2，手跳繼電器與操作人員手動(dòng)操作跳閘有關(guān)，一般也很短，因此為了可靠跳開(kāi)斷路器，2TBJa的電流線圈被勵(lì)磁后通過(guò)其輔助觸點(diǎn)2TBJa保持到斷路器輔助觸點(diǎn)Q打開(kāi)，按電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的反事故措施和有關(guān)規(guī)定3，操作箱的TBJ 和H

11、BJ電流型繼電器啟動(dòng)電流值小于斷路器操作電流的50%，所以現(xiàn)場(chǎng)操作箱的TBJ 和HBJ電流型繼電器啟動(dòng)電流值是斷路器操作電流的45%左右4。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)跳閘跳閘線圈電阻及操作電壓可以算出操作電流為2.82A，斷路器跳閘回路是一個(gè)RL回路其等效電路圖如圖(2a)所示：圖2a RL等效電路圖Figure 2a RL equivalent circuit因此當(dāng)回路接通后，流過(guò)跳閘回路的電流不會(huì)馬上達(dá)到2.82A，而是逐漸上升，因此當(dāng)電流為2.82×45%1.26A時(shí)，2TBJa就會(huì)被啟動(dòng)。從時(shí)間上分析，如圖2b（繼電器動(dòng)作電流曲線）所示。圖2b 繼電器動(dòng)作電流曲線Figure 2b the a

12、ctuating curve of relay2TBJa在t1時(shí)刻被啟動(dòng)，之后t時(shí)間也即跳閘回路導(dǎo)通時(shí)間的長(zhǎng)短將由斷路器輔助觸點(diǎn)Q動(dòng)作的時(shí)間決定，在這段時(shí)間內(nèi)跳閘信號(hào)繼電器2TXJa和防跳繼電器2TBJa將承受跳閘電流，正常情況下斷路器輔助觸點(diǎn)切換時(shí)間與主觸點(diǎn)跳閘時(shí)間接近或更快，因此跳閘電流存在的時(shí)間很短2。從上面的分析可以看出當(dāng)斷路器輔助觸點(diǎn)Q不切換會(huì)導(dǎo)致跳閘回路長(zhǎng)時(shí)間承受額定的跳閘操作電流，使得繼電器2TBJa的勵(lì)磁繞組發(fā)熱，引起繞組間的絕緣老化最后導(dǎo)致線圈匝間短路，將2TBJa先被燒毀，而燒毀的繼電器很可使得整個(gè)回路的電阻進(jìn)一步下降，導(dǎo)致信號(hào)繼電器2TXJa繼電器燒毀，最后導(dǎo)致跳閘線圈也

13、被燒毀。為了更好的分析事故原因，可以將斷路器輔助觸點(diǎn)Q不切換可分為兩種情況：(1) 延時(shí)切換；(2) 不切換。對(duì)于延時(shí)切換，按照2006版電氣裝置安裝工程電氣設(shè)備交接試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，測(cè)量斷路器主、輔觸頭三相及同相各斷口分、合閘的同期性及配合時(shí)間，應(yīng)符合產(chǎn)品技術(shù)條件的規(guī)定5。但由于輔助觸點(diǎn)的切換裝置通常是由機(jī)械裝置完成，對(duì)于油壓機(jī)構(gòu)的斷路器，是由油壓頂桿的推力來(lái)實(shí)現(xiàn)輔助觸點(diǎn)的轉(zhuǎn)換，因此，即便在測(cè)試合格后仍然可能由于某些質(zhì)量問(wèn)題或螺絲松動(dòng)影響主、輔觸頭的配合時(shí)間，導(dǎo)致斷路器輔助觸點(diǎn)Q延時(shí)切換。從圖2b可以看出2TXJa和2TBJa承受跳閘電流的額定時(shí)間為T=t1+t，當(dāng)延時(shí)切換時(shí)，T= t1+t+t1，

14、t1為延時(shí)切換增加的時(shí)間。在t1的時(shí)間段內(nèi)，跳閘回路的電流為穩(wěn)態(tài)電流即2.83A，2TBJa的勵(lì)磁線圈在這個(gè)電流作用下會(huì)導(dǎo)致繞組發(fā)熱，繞組間還不會(huì)直接短路但絕緣材質(zhì)可能受到一定的影響，在調(diào)試過(guò)程中，特別是做整組時(shí)，會(huì)在短的時(shí)間內(nèi)多次操作短路器，因此我們可以將延時(shí)切換增加的時(shí)間近似等于nt1,n為短時(shí)間內(nèi)操作斷路器的次數(shù)，按照絕緣介質(zhì)中的老化累積效應(yīng)6，2TBJa的勵(lì)磁線圈的絕緣很可能會(huì)被破壞導(dǎo)致繼電器燒毀。對(duì)于輔助觸點(diǎn)Q不切換，則一旦跳閘回路導(dǎo)通后，2TXJa和2TBJa及跳閘線圈將會(huì)一直承受跳閘電流直到元件被燒毀，燒毀所需的時(shí)間根據(jù)不同設(shè)備的技術(shù)要求而不盡相同。兩種形式的不切換導(dǎo)致的故障現(xiàn)象

15、也會(huì)不同。對(duì)于延時(shí)切換，當(dāng)2TBJa被燒毀后，信號(hào)繼電器2TXJa和跳閘線圈可能還沒(méi)有燒毀，那么如果第一路跳閘回路的防跳繼電器1TBJa沒(méi)有被燒毀，且調(diào)試人員已完成了整組試驗(yàn)的情況下，將很難發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。而一旦當(dāng)斷路器跳閘線圈燒毀后，工作人員只會(huì)更換跳閘線圈（因?yàn)檎M試驗(yàn)沒(méi)有發(fā)現(xiàn)任何回路問(wèn)題），這樣就使得隱蔽的問(wèn)題沒(méi)有被及時(shí)發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)致裝置“帶病運(yùn)行”，這將給之后的送電或運(yùn)行帶來(lái)嚴(yán)重的后果。而對(duì)于不切換導(dǎo)致繼電器和跳閘線圈燒毀，因?yàn)?TXJa和2TBJa及跳閘線圈會(huì)同時(shí)燒毀，而且后臺(tái)監(jiān)控也會(huì)有斷路器器位置不一致信號(hào)，同時(shí)由于信號(hào)繼電器被燒毀，其對(duì)應(yīng)的信號(hào)也將給工作人員提供很多有用的信息，這些信息有利

16、于問(wèn)題的查找和排除。3 事故總結(jié)通過(guò)上面的分析，我們清楚了母聯(lián)斷路器保護(hù)裝置的A相跳閘插件中的第2路跳閘信號(hào)繼電器2TXJa和第2路防跳繼電器2TBJa燒壞的原因，同時(shí)也清楚了為什么在斷路器跳閘線圈燒毀時(shí)沒(méi)有及時(shí)發(fā)現(xiàn)2TXJa和2TBJa被燒毀的原因。這次事故最值得調(diào)試和運(yùn)行人員吸取教訓(xùn)有兩點(diǎn)：(1) 當(dāng)斷路器的跳閘線圈被燒毀后，調(diào)試人員或運(yùn)行檢修人員必須徹底排除被燒毀元件所在電氣回路上其它的元件，不能留下任何隱患投入運(yùn)行。在更換完跳閘線圈后，現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試人員必須利用整組試驗(yàn)檢驗(yàn)合閘回路、跳閘1回路、跳閘2回路、及防跳回路是否完善。(2) 對(duì)于新投運(yùn)的SF6斷路器，測(cè)量斷路器主、輔觸頭三相及同相各斷口分、合閘的同期性及配合時(shí)間是否符合產(chǎn)品技術(shù)條件的規(guī)定是非常必要的。參考文獻(xiàn)：1 孟新最新變電站(所)綜合自動(dòng)化現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)及運(yùn)行維護(hù)事故分析處理實(shí)用手冊(cè)電力科學(xué)出版社20072 ZFZ-