高壓斷路器分閘閉鎖處理措施分析

喬國華，朱銀磊，魯 鵬，何亞坤

(河北省電力公司,石家莊 050021)

高壓斷路器作為電力系統的主要控制和保護元件，能夠切斷正常負荷電流和故障短路電流，對保證設備正常的倒閘操作和電網的穩定運行起著非常重要的作用。高壓斷路器在運行中發生機構漏油、控制回路斷線等故障的概率很高[1]，經統計河北省電力調度通信中心管轄范圍內2008年共發生37起斷路器故障，其中有9起出現了斷路器分閘閉鎖的情況。斷路器分閘閉鎖對系統的影響較為嚴重，若不能及時處理，當電網發生故障時將會擴大停電范圍，嚴重時會引起變電站全部停電，對電網的安全、穩定運行構成嚴重威脅。因此，出現在斷路器分閘閉鎖情況時，要盡快將其從系統中隔離。

1 斷路器分閘閉鎖原因及影響

斷路器出現分閘閉鎖主要是由斷路器各種操作機構壓力異常，斷路器滅弧介質壓力降低，斷路器控制回路故障造成。斷路器操作機構滲、漏油，各種操作機構的機械箱銹蝕及進水，各密封襯墊泄漏或斷路器輔助觸點轉換不良等是引起斷路器分閘閉鎖的直接原因。SF6斷路器采用SF6氣體作為滅弧和絕緣的介質，當SF6氣體壓力降低時說明有漏氣現象發生，會對斷路器的絕緣和滅弧產生不利影響，嚴重時會造成絕緣擊穿、設備損壞。

2 斷路器分閘閉鎖的處理原則

a. 高壓斷路器發出分閘閉鎖異常信號時,運行人員應立即到現場檢查設備，斷開斷路器跳閘電源，將斷路器可靠閉鎖，停用單相重合閘，通知檢修人員迅速到現場，盡快將異常斷路器停運。

b. 如果控制回路存在故障，應重點檢查分閘繞組、分相操作箱繼電器、斷路器控制把手等位置，在確定故障點后盡快處理。

c. 調度部門應綜合考慮天氣、運行方式、網絡結構以及負荷情況等各種因素，采取對電網運行影響小、快捷易行的方案，將異常斷路器從系統中隔離，消除對系統安全運行的威脅。

d. 嚴格按照規程規定的隔離開關操作范圍進行操作，避免出現帶負荷拉合隔離開關的情況。由于隔離開關在結構上沒有滅弧裝置，不能用來接通、切斷負荷電流和空線路電容電流，但可在等電位的情況下解環轉移負荷電流。電網調度規程規定的隔離開關操作范圍有：拉合220 kV及以下電壓等級空母線；拉合220 kV及以下斷路器可靠閉合情況下的旁路母線；拉合220 kV及以下3/2接線方式下的母線。

3 斷路器分閘閉鎖的處理措施

3.1 雙母線接線方式

目前，雙母線接線是220 kV電網普遍采用的一種接線方式，具有供電可靠性高，檢修方便，調度靈活，便于擴建等特點。在這種接線方式下，處理斷路器分閘閉鎖故障要根據母聯斷路器和出線斷路器的不同情況進行分析。

3.1.1 母聯斷路器分閘閉鎖處理方案

母聯斷路器出現分閘閉鎖，嚴重時會造成全站停電的情況，必須盡快將母聯斷路器從系統中隔離，嚴禁直接拉開隔離開關或造成母線分列運行等情況的發生。可采用以下2種方案處理。

a. 用其他元件的2條母線側隔離開關跨接兩排母線后，拉開母聯斷路器兩側隔離開關，將母聯斷路器隔離。該方法操作簡便易行，可減少操作時間，但某些配置舊母差保護的廠站不適用這種方法。采用隔離開關跨接的方法時，需注意母差保護方式與一次接線方式相適應。用隔離開關解環操作時，要根據現場規程規定將母聯斷路器可靠閉鎖。

b. 將一排母線倒成空母線后，直接拉開母聯斷路器兩側隔離開關，其優點是通用性強，對配置任何母差保護的廠站都適用，但倒閘操作較多時，處理時間會較長。

一般情況下優先選擇第1種方案，特別是在一些新站和出線較多的廠站，這種方案可以盡快隔離故障斷路器，只有在不滿足系統條件的情況下，才選擇第2種方案。

3.1.2 出線斷路器分閘閉鎖處理方案

a. 轉代停運處理。 用旁路斷路器代路，然后將異常斷路器隔離。當2臺斷路器并列運行后應首先斷開旁路斷路器的操作電源，之后才能拉開故障斷路器兩側隔離開關，操作完后將旁路斷路器跳閘電源合上。該方案在雙母線接線的廠站最為常用，操作簡便、不破壞電網的一次結構、對系統影響較小、供電可靠性高。但該方法對配置有旁路母線的廠站才有效，操作涉及的一、二次設備較多，操作時間相對較長，不利于盡快隔離故障元件。

b. 串代停運處理。 通過倒母線方式使異常斷路器單占一排母線，然后用母聯斷路器串代拉開線路將異常斷路器隔離。其優點是通用性強，幾乎所有斷路器(包括發電機出口斷路器)都可采用這種方法處理。但該方案必須倒單母線運行，操作時間較長，且會降低系統可靠性。由于串代操作的同時會導致線路停電，破壞系統的網絡結構，造成潮流的轉移，操作時需綜合考慮，避免出現相關設備過載。

c. 母聯兼旁路接線方式下采用串代停運處理。針對母聯兼旁路的接線方式，由于在轉代操作前必須首先倒空一排母線，整個轉代過程包括倒母線時間加上轉代操作的時間，操作設備更多，操作時間更長，對迅速隔離缺陷斷路器不利。故在母聯兼旁路接線方式下建議采用串代停運的方法隔離缺陷斷路器。

一般情況下，能夠轉代處理的優先考慮轉代方案，不具備轉代條件的，再考慮串代拉開的方案。

3.2 3/2接線方式

3/2接線方式具有較高的供電可靠性和運行靈活性，在任一母線故障或檢修時均不會導致停電，甚至兩排母線同時故障的極端情況下潮流仍能繼續送出。當出現斷路器分閘閉鎖時采取的處理方法也有自己的特點。3/2主接線方式示意見圖1。

圖1 3/2主接線方式示意

3.2.1 靠母線側斷路器分閘閉鎖處理方案

靠母線側斷路器(以DL1為例)出現分閘閉鎖時可采用以下處理方案。

a. 用隔離開關解環。停用本串3個斷路器DL1、DL2、DL3的操作電源后，直接拉開DL1兩側隔離開關。若有檢修造成只有2個完整的3/2串時，需停用2串斷路器的操作電源，確保操作隔離開關時2排母線的強制等電位，避免帶負荷拉開隔離開關。該方法操作時未造成母線或出線停電，能夠保持電網接線方式的完整性。但由于停用了某1串或2串斷路器的操作電源，若此時母線或線路出現故障本站斷路器無法跳開，失靈保護動作將造成本站兩排母線及多條線路對側開關跳閘，嚴重破壞電網結構。

b. 用斷路器解環。斷開DL4、DL7斷路器后，Ⅰ號母線即為空母線，拉開DL1兩側隔離開關，隔離DL1斷路器后，合上DL4、DL7斷路器恢復Ⅰ號母線運行。該方法操作時停運了一排母線，但由于母線停電不影響系統的正常運行，其他斷路器也不受影響，若操作時母線或線路出現故障本站斷路器能夠跳開，不會造成電網結構的破壞。若主變壓器沒有進串而是直接連接在母線上，則采用該方案時會停運1臺主變壓器，降低了本站的供電可靠性。

一般情況下，天氣條件允許時采用隔離開關解環的方案，該方案能夠最大程度上保持電網接線方式的完整性，所涉及的操作僅為1串或2串斷路器操作電源的停用、恢復及拉開閉鎖斷路器兩側隔離開關，用時在15 min左右。但該方案需充分考慮天氣因素，應避免在雷、雨、雪、霧等惡劣天氣條件下進行，防止出現操作時多條線路同時跳閘可能導致的事故擴大。在出現大風暴雨等惡劣天氣情況，L1、L2等線路出現跳閘時可以考慮用斷路器解環的方案。若是主變壓器直接連接在母線上，只能采用前一種方案。

3.2.2 中間斷路器分閘閉鎖處理方案

中間斷路器(以DL2為例)出現分閘閉鎖時，可采用以下處理方案。

a. 停用本串3個斷路器DL1、DL2、DL3的操作電源后，直接拉開DL2兩側隔離開關。

b. 斷開DL1、DL3及L1、L2線路對側斷路器后，拉開DL2兩側隔離開關。

采用第2種方案時，要求操作前進行潮流計算，電網能夠短時滿足N-2情況下才可進行上述操作，否則只能采取第1種方案。

3.3 單元接線方式斷路器分閘閉鎖處理方案

單元接線(即采用“機-變-線”方式的接線)如果出線斷路器有旁路隔離開關，可以將“遠跳保護”由“失靈啟動遠跳”改為“直跳”方式，再合上旁路隔離開關，然后拉開異常斷路器兩側隔離開關。操作前要保證遠跳保護及通道的可靠運行。

采用這種方案在一定程度上增加了運行風險，如果異常隔離開關短時可以處理好，就避免了由于斷路器原因造成200 MW及以上大機組的非計劃停運或者臨時限電，對系統的影響較小。對于沒有旁路隔離開關的單元接線，則將機組降出力后拉開對側出線斷路器打閘停機，然后隔離異常斷路器。

4 結束語

斷路器分閘閉鎖處理應根據電網運行方式因地制宜，在不違反規程的情況下靈活運用。應加強對斷路器缺陷的管理，進一步完善現場規程，可按照有關判據、數據等將斷路器異常情況分類匯總，細化現場處理流程，向值班人員提供相應的判斷、匯報及處理的規范化規定，使現場值班員在事故處理時有章可循，有據可依，保證事故處理的正確性和快速性，保證電網的安全、穩定運行。

參考文獻：

[1] 張全元.變電站現場事故處理及典型案例分析[M].北京：中國電力出版社，2008.