一起220kV断路器本体三相不一致动作跳闸分析

一起220kV断路器本体三相不一致动作跳闸分析

刘晶晶何盛彪

（楚雄供电局云南楚雄675000）

摘要：保护动作跳闸的事情也是比较常见的，但是断路器本体三相不一致动作跳闸的比较少见，即使是整个电网而言断路器本体三相不一致动作跳闸的也是很少的，所以本文围绕断路器本体三相不一致动作跳闸进行分析。

关键词：三相不一致；断路器保护；合闸回路

0引言

楚雄电网虽然经过了10年的快速发展，但是其主网架结构还是比较薄弱，在500kV吕合变电站还未投运之前，500kV和平变电站任然是楚雄电网唯一的220kV电源点，任然是楚雄电网的枢纽站，其220kV线路跳闸会造成很大的影响，所以我们得不断提高自身的运维水平和事故处理效率，减少非正常停电时间。此次我就针对本站的一次特殊的非正常跳闸进行分析，并提出相应的改进措施，以便在以后的处理过程中提高效率，减少停电风险。

1背景介绍

220kV和禄Ⅰ回线272断路器是采用北京ABB高压开关设备有限公司生产的LTB245E1断路器（单相操作），详细参数如下：

操作机构型号：BLK222，生产日期是2007年07月，额定电压：252kV，频率：50Hz，额定短路开断电流：50kA，绝缘介质：SF6，额定气压：0.70MPa，报警气压：0.62MPa，闭锁气压：0.60MPa。

220kV禄和Ⅰ回272断路器保护是采用南京南瑞继保电气有限公司生产RCS-923A型断路器保护。

2事件经过

2017年,单位根据停电计划于开展了500kV和平变220kV和禄I回线272断路器停电检修工作。检修专业开展了220kV和禄Ⅰ回线272断路器分、合闸电磁铁动作电压测量工作。该型断路器存在家族性缺陷，故现场检修人员配合厂家技术人员对断路器三相分闸挚子进行更换，在更换完毕之后对设备及更换的机构进行了详细的检查，对272断路器A、B、C三相进行了断路器合闸电磁铁动作电压测量，发现新更换的B、C相分闸速度及分闸动作电压不满足要求，随之对该两相分闸机构进行了专业调整，后经测试满足厂家技术要求。保护专业开展了220kV和禄I回线主一保护、主二保护、断路器保护及本体三相不一致的全检工作，并对相关二次回路进行了紧固工作；自动化及仪表专业开展了220kV和禄I回线272断路器的测控装置全检及三遥功能核对及SF6密度继电器检验工作。

在所有更换、测试、检查、调整工作之后检修人员对断路器A、B、C三相进行了多次就地及遥控分合闸操作，操作结果正常，机构各部位动作正常，信号指示正确。检修人员对工作现场进行了清理并验收合格。工作结束后，运行人员开展了送电操作，在运行人员遥控合上272断路器过程时，断路器本体三相不一致动作导致三相断路器跳闸。

检查过程：后台监控机只有“220kV和禄Ⅰ回线272断路器本体三相不一致保护动作”的信号，同时后台监控机上断路器在分位（闪烁），随后对现场设备进行全面检查发现220kV和禄I回线272断路器汇控箱内三相不一致动作灯亮，现场断路器在分位，故障录波装置未启动，线路和断路器保护无启动信号。由此可以确定是220kV和禄Ⅰ回线272断路器本体三相不一致保护动作导致断路器跳闸。

查找问题过程：退出220kV和禄Ⅰ回线272断路器本体三相不一致保护，对断路器遥控进行三相试合，发现断路器A、B合上而C相未合上，由此可以确定断路器C相的问题，为了确定断路器是合后即分还是本来就没动作的问题，再次就地单独试合C相未动作（但是断路器的合闸计数器却动作了），由此可以确定是断路器合闸回路的问题，由于采取的是在C相机构箱上的就地合闸，所以可以确定是断路器C相机构箱内部合闸回路有问题，进而打开断路器C相机构的封板进行详细检查，发现断路器合闸线圈至合闸回路中的一个航空插头有松脱迹象，将其重新固定后再次试合断路器C相恢复正常。

3问题分析

3.1为什么合闸线圈至合闸回路的航空插头脱落会导致断路器合不上呢？

结合合闸线圈在断路器合闸过程的作用进行了如下分析：

1）正常运行位置断路器的正常运行位置是指其断路器主触头闭合且操动机构分闸弹簧（A）和合闸弹簧（6）都处于储能状态，在此状态下断路器可以随时响应操作指令完成分闸或自动重合闸循环。

2）合闸操作：接到合闸指令后，合闸线圈释放合闸掣子（4）即逆时针旋转，合闸拐臂（2）带动分闸拐臂（3）至合闸位置即逆时针旋转，同时将分闸弹簧（A）储能。在合闸行程的末段分闸拐臂（3）被分闸掣子（1）锁定在合闸位置。由于分闸拐臂（3）的作用，驱动拐臂（2）脱开并返回初始（静止）位置。

3）分闸操作：接到分闸指令后，分闸线圈释放分闸掣子（1），并由断路器的分闸弹簧（A）完成操作，触头系统的运动由分闸缓冲器（11）进行阻尼。

图1220kV和禄Ⅰ回线272断路器机构内部照片

结论：本次故障是由于合闸线圈与合闸回路之间航空插头滑脱，所以即使我们发出了合闸命令，但是合闸线圈也不会带电，合闸挚子也无法动作，后面的所有过程也就无法实现了。

3.2为什么本次故障是本体三相不一致保护动作而不是保护的三相不一致动作？本次跳闸本体三相不一致动作是否正确？

图二272断路器本体的三相不一致的逻辑图

结合220kV和禄Ⅰ回线272断路器A、B相合上而C相没合上进行分析，即TWJA和B动作断开状态，TWJC处于闭合状态，HWJA1、A2、B1、B2动作处于闭合状态，HWJC1、C2处于断开状态，本体三相不一致的跳闸命令经TWJC和HWJC1、C2在经过一个延时（272断路器为2S）而出口，即本体三相不一致2S后跳闸。

220kV和禄Ⅰ回线272断路器保护三相不一致时限为1.5S，此图可以看出虽然保护三相不一致时限虽然短，但是比本体三相不一致保

护还多出了零序电流和负序电流作为开放条件。结合此次事件分析我站在合220kV和禄Ⅰ回线272断路器时对侧断路器在分闸位置所以没有零序电流和负序电流，因此保护三相不一致是不会动作。

结论：综上所述本体三相不一致动作是正确的。

3.3为什么合闸回路断线却没有发控制回路断线信号呢？合闸回路上那些故障才会发控制回路断线呢？

图5为北京ABBLTB245E1型断路器合闸回路图

当S4在就地控制状态时，合闸控制回路由防跳继电器K3动断触点、气体监测闭锁继电器K9动断触点、弹簧储能继电器K13动合触点、断路器动断触点BG1、合闸线圈Y3串联组成。合闸回路处于准备状态时（S1选择合闸时即可合闸）

(1)防跳继电器K3动断触点闭合。防跳是指防止手合断路器于故障线路且发生手合开关触点粘连的情况下，由于“线路保护动作跳闸”与“手合开关触点粘连”同时发生造成断路器在跳闸动作与合闸动作之间发生跳跃的情况。操作箱和断路器机构箱中都配置了防跳回路，一般将操作箱中的防跳回路拆除。从图中可以看出，断路器的动合触点与防跳继电器的动合触点并联后再串接防跳继电器线圈，防跳继电器的动断触点串接在断路器的合闸回路中。断路器合闸后，其动合触点接通防跳继电器线圈，启动防跳继电器，防跳继电器启动后其动合触点接通，实现防跳继电器的自保持．同时防跳继电器的动断触点断开断路器的合闸回路。也就是说，在发生“手合开关触点粘连”的情况下，合闸之后，断路器的合闸回路即被闭锁。

(2)气体监测闭锁继电器K9动断触点合。K9是一个中间继电器，它是由监视SF6密度的气体继电器的动合触点启动的。由于泄露等原因都会造成断路器内SF6的密度降低而无法满足灭弧需要，这时就要禁止对断路器进行操作以免发生事故，通常称为SF6低气压闭锁操作。K9启动后，其动断触点分开，合闸回路、跳闸回路均被断开，闭锁断路器操作。

(3)弹簧储能继电器K13动合触点闭合。当合闸弹簧储能完成时K13动作，动合触点闭合。将K13动合触点串入合闸回路的目的是为了防止断路器在未储能时进行合闸操作。

(4)断路器的动断触点BG1闭合。断路器的动断触点BG1闭合表示的是断路器处于分闸状态。动断触点BG1还有一个作用是合闸操作完成后切断合闸回路。

结论：从此图中我们可以看出合闸线圈、计数器和一个电阻并联在合闸回路中的，所以此类型断路器即使合闸线圈烧毁也不会发控制回路断线信号，无法对其进行监控，只有三个回路同时故障才会发控制回路断线信号。

4总结

通过此次跳闸事件分析我们得出以下几个经验：

1）LTB245E1型断路器如果出现合不上的问题而且不发控制回路断线，则故障在合闸线圈、计数器、电阻之间。

2）LTB245E1型断路器是否合闸不能单纯依靠计数器来判断。

3）LTB245E1型断路器合闸监视回路无法监视合闸线圈。

参考文献：

[1]RCS-923A型断路器保护装置说明书

[2]ABB断路器产品手册