Ｊ 电力安全技术 第１８卷（２０１６年第６期） 一起断路器失灵保护动作分析及处理 姚志伟 ，李新煜 （１．山西西龙池抽水蓄能电站有限责任公司，山西忻州０３５５０３； ２．山东泰山抽水蓄能电站有限责任公司，山东泰安２７１０００） ［摘要］介绍了某电厂一起断路器失灵保护动作情况，通过现场检查和分析，确定了事故发 生的原因，为断路器电气使用寿命超限，并对此提出了改进措施，对于励磁系统强励的设计、断路 器的检修维护工作有一定的指导意义。 ［关键词］断路器；失灵；强励；烧蚀系数；开断电流 ０概述 某抽水蓄能电厂选用ＡＢＢ公司生产的 ＨＥＣＰＳ－３型断路器作为机组开关，该型号断路器 为ＳＦ 气体绝缘、离相封闭、自然冷却、三相联 动、三极驱动、水平型、户内型，主要用以减少 ５００ ｋＶ侧断路器操作次数，承担正常运行切换操 作、短路故障跳闸以及同期并网等。在某次抽水方 向停机过程中，监控系统流程执行到跳开断路器时， 出现“励磁启动强励”、“次同步过电流”保护动作、 “断路器失灵保护动作”，机组停机失败，断路器失 保护动作，Ｂ屏出现“次同步过电流”保护动作、“断 路器失灵保护”动作。 （２）检查机组故障录波器，发电机定子电流突 变量启动，录取模拟量和开关量均正常。 （３）检查励磁调节器，发现励磁调节器检测阳 极电压低，启动强励。 １．３空载开机检查 对断路器进行上述检查未发现异常，为进一步 查找故障点，进行发电工况空载开机试验，机组启 动不成功，９５％定子接地保护动作跳闸。停机后， 对发电机进行进一步检查。检查机端电压互感器的 灵保护动作跳开相应变压器高压断路器。 ９个熔断器中有２个熔断器电阻大于２００ Ｑ，电阻 值大于熔断器说明书中的定值，故对这２个熔断器 电阻进行了更换。 １ 现场检查 １．１断路器位置状态检查 （１）断路器本体状态指示器显示在“分”位， 机组开关控制柜中断路器位置指示灯显示绿色，两 者位置指示一致。 １．４发电机定子及离相封闭母线检查 （１）在未断开发电机出口母线及拉开中性点刀 闸前，分别测量定子Ａ，Ｂ，Ｃ三相绕组对地绝缘 电阻均在ｌ ＭＱ以下，定子对地绝缘较低。检查 发电机端部并头套未发现异常。 （２）将发电机出口母线软连接断开，分别 测量发电机Ａ，Ｂ，Ｃ三相定子绕组对地绝缘为 ２ ０００ＭＱ以上，定子绝缘良好。 （２）断路器的位置接点分别至ＳＦＣ（静止变频 器）系统、励磁系统、调速器系统的合闸回路不通； 分别至故障录波器、同期装置、机组现地控制单元、 机组保护系统的分闸回路接通，因此位置接点与断 路器本体位置指示一致。 （３）测量离相封闭母线Ａ相绝缘电阻大于 ２ ５００ ＭＱ，Ｂ，Ｃ相绝缘电阻为ｌ ＭＱ。初步判断 （３）断路器电源监视继电器正常励磁，报警继 电器、ＳＦ 闭锁继电器状态正常，储能回路正常。 Ｂ，Ｃ相离相封闭母线存在故障。 （４）拆除断路器侧方盖板，用万用表分别对Ａ， Ｂ，Ｃ三相断口间电阻进行测量，Ａ相指示为无穷大， Ｂ相为４７ Ｑ，Ｃ相为８０ Ｑ。这说明Ａ相分开，Ｂ相， １．２继电保护及自动装置检查 （１）机组发变组保护Ａ屏出现“次同步过电流” 一 一 第ｌ８卷（２０１６年第６期） Ｃ相未完全分开。 电力安全技术 ０．０２６ ９８； Ｊ （５）打开断路器Ｂ相上方外罩，拆除灭弧室２ 侧引线，使灭弧室与母线分离，再次使用万用表测 量灭弧室断口电阻，阻值为４７ Ｑ。 （３）当１５０％ ＜ 时，Ｋ：２ ５００。 式中，，为断路器分闸开断电流， 为额定电流。 故障发生时，断路器控制柜中显示其动作 ２ ４３４次，机组启动运行记录中显示动作１ ９５７次， 其中发电启停３１１次，抽水启停１ ６４６次。断路器 控制柜记录的动作次数比运行记录中多４７７次，该 偏差主要是检修中机组开关保护传动试验等原因导 致的。抽水启停平均开断电流，为５．５８ ｋＡ，发电 １．５断路器拆解检查 （１）打开断路器上方盖板，检查灭弧室、拖动 刀闸、被拖动刀闸、操作杆，未发现异常。 （２）对断路器操作机构泄压，拆除密度继电器， 发现密度继电器与灭弧室相连部分有大量ＳＦ 气体 分解物。 启停平均开断电流为０．７ ｋＡ。对于未统计的动作 （３）Ｂ，Ｃ相灭弧室拆解检查，发现Ｃ相灭弧 次数和发电启停次数按照最小方式 取１）进行计 触头表面布满污秽，动触头部分触指有烧伤痕迹， 算，则： 密封夹持器完全熔化，与动触头触指粘连。灭弧室 ∑Ｋ（，）＝（０．００１ ２１９×５．５８。＋０．０３１ ３２×５．５８ 中静触头绝缘子组件表面烧蚀严重，静触头导电环 ＋１．２４１ ５×５．５８—０．０２６ ９８）×１ ６４６＋３ｌ１ Ｘ １＋４７７ｘ 脱落，铸件本体有部分分解产物污秽。支撑绝缘子 １ １４ １００次 有清晰裂纹。Ｂ相与Ｃ相情况大体相同。 依据厂家规定，∑ （，）最大运行次数为 （４）Ａ相灭弧室动触头组件拆解后，在其中发 １０ ０００次，此断路器已超过厂家规定运行次数 现了大量粉尘，且灭弧室静触头组件无异常状况。 ４ １００次，因此判定此次事故的根本原为断路器已 对组件进行清洁后，抽真空无法保压，因此判断密 超出电气使用寿命。 封件损坏。 ３改进措施 ２原因分析 ３．１严格执行制度、规范 通过上述检查，认为是断路器Ｂ相和Ｃ相故障， 定期对断路器分闸时间、合闸时间、同期、速 未完全分开，导致次同步过电流保护、失灵保护以 度、回路电阻进行测量，建立设备定期试验数据台 及９５％定子接地保护动作。 账，严格执行 Ｑ／ＧＤｗ１ｌ５０＿＿２０ｌ３水电站电气设 由ＡＢＢ厂家提供的ＨＥＣＰＳ ３型断路器，在 备预防性试验规程 试验标准。故障断路器经更换 不同开断电流时的灭弧触头烧蚀系数Ｋ的相应取 灭弧室后的试验数据如表１所示。 值如下： ３．２完善励磁程序 （１）当０≤，＜０．８１ｌ ｋＡ， ＝１； 当电力系统发生事故导致电压严重降低时，励 （２）当０．８１１ ｋＡ≤，≤１５０％，ｒ时，Ｋ＝，（，）＝ 磁系统强行以最快的速度给发电机以最大的励磁， ０．００】２】９×， ＋０．０３ １ ３ ２×， ＋１．２４ １ ５×，一 迫使系统电压迅速恢复，这种强迫施行励磁的功能 表１断路器试验数据 一 一 Ｊ 简称强励。 电力安全技术 ４结束语 第１８卷（２０１６年第６期） 机组强励有２种情况：一是机组端电压突然因 故下降到某一范围，机组为恢复正常运行而强行励 磁，这属正常强励的情况；二是机组机端电压在正 常调节范围内运行，机组强行励磁，致使机端电压 对断路器动态电阻的测量以及统计断路器接通 和切断电流的大小和次数，是判断断路器电气使用 寿命的主要依据。因此，在日常维护工作中，要按 照断路器检修规程定期进行检修；严格按照预防性 试验规程等技术标准进行相关试验，将标准、制度 刚性执行到位，以避免某些由于管理不到位等原因 过高，这属异常强励过程，即误强励。误强励有负 载误强励和空载误强励２种：其中，负载误强励主 要表现为在系统无故障情况下，并列运行的机组突 然出现无功功率大大增加致无功功率表打满，运行 人员手动不能控制，同时伴随机组声音明显异常， 有时还伴随机组过流、过压保护动作；空载误强励 发生的设备故障等不安全事件。 参考文献： １张丽娜，陈永义，梁桂州．关于ＧＩＳ和ＳＦ 断路器的现 场检测方法［Ｊ］．高压电器，２００１，３７（３）：４７—４８． ２李六零，丁卫东，石月春，等．动态电阻测量法用于评 估ＳＦ 断路器灭弧室状况的探讨［Ｊ】．高压电器，２００２， ３８（２）：５４ ５５． 表现为当发电机开机合灭磁开关后未并入电网前机 端电压急剧上升且手动不能控制，同时伴随机组声 音异常和转子过电压保护动作。 此次抽水方向执行停机过程中发生强励现象， 属于空载误强励的另一种表现形式。当监控系统发 出停机命令，执行正常停机时，机组各相关系统的 控制模式应该是执行停止的控制流程；而本次事件 中却进行强励，导致断路器故障造成更严重的后果。 为避免类似事件再次发生，在励磁执行强励的复位 条件中并接机组转停机的命令，用于机组正常停机 命令发出后即复位励磁强励，机组根据控制流程进 收稿日期：２０１５—１卜ｌ３；修回日期：２０１６—０４—２６。 作者简介： 姚志伟（１９８４－），男，助理工程师，主要从事静止变频器系统 和励磁系统的运行管理工作，ｅｍａｉｌ：ｌｕｃｋｙ９６２６＠１６３．ｃｏｍ。 李新煜（１９８９一），男，助理工程师，主要从事水电站监控系统 行停机（若发生故障，使保护动作，则由相应动作 的保护使机组进行停机）。 及球阀、调速器自动控制系统工作。 国网天津市电力公司首次开展超高层供电应急处置演练 ２０１６－０６－０３，一场紧张而特殊的超高层供电应急处置演练在天津市金皇大厦展开。这是国网 天津市电力公司首次开展的针对超高层建筑供电中断专题演练，也是“安全生产月”系列活动之一。 高层建筑电力故障救援一直是应急救援的难点，随着城市一幢幢摩天大楼拔地而起，国网天 津市电力公司对加强这方面的应急处置工作更加重视。金皇大厦是一座地上４５层、地下３层的 １８８ １ＴＩ超高层建筑。其２路３５ ｋＶ电源线都是来自苏州道３５ ｋＶ变电站。此次演练模拟金黄大厦 ２路电源线全部停电，自备应急发电机启动失败，整个大厦断电，电梯停运，顶楼多功能厅几名 顾客被困无法撤离，有一名孕妇急需送往医院。属地供电单位国网天津城南供电公司接到客户事 故报警后，立即启动３级供电服务事件应急预案，该公司应急处置领导小组、工作小组迅速进人 工作状态，相关专业人员默契配合、联合施救，应急发电车第一时间赶赴现场并恢复电梯供电， 及时解救了受困群众，并协助消防、医疗人员将孕妇抬上救护车。 国网天津市电力公司此次超高层供电应急演练的成功开展，填补了该公司差异化服务举措中 针对此类型应急处置的一项空白，同时还将演练过程制成了示范教学片，以便于为同类型工作提 供借鉴，进一步提升优质服务水平。 （来源：国家电网公司网站２０１６—０６—０６） 一 一
