關于一起330kV隔離開關缺陷引起母差告警原因的分析

何建劍

(寧夏電力公司寧東供電公司，寧夏 靈武751408)

0 前言

目前330kV變電站的高壓部分一次接線較多的采用3/2接線方式，提高了設備運行的可靠性水平和電網運行方式的靈活性，但設備本身結構的缺陷依然會危害電網的穩定運行，尤其是目前國內對隔離開關運行中的狀態好壞沒有有效的試驗方法，無法提早發現缺陷，造成了隔離開關成為電網運行中薄弱點的情況。

1 事件概況

某330kV變電站330kV I母母差RCS-915E保護裝置于2010年11月29日00：23出現母差告警信號，報3311電流互感器斷線告警，00：26告警信號復歸。00：28又報3311電流互感器斷線告警，00：33告警信號復歸。經保護技術人員現場檢查，電流幅值和相位正常，無端子松動和電流回路開路現象。

2010年12月3日18：09，該變電站330kV I母母差RCS-915E保護裝置再次出現3311電流互感器斷線告警信號，且無法復歸。經檢查，3310電流互感器 A相電流為0A。檢查第一串3311、3310、3312電流互感器各繞組電流回路接線均正常、無開路現象，由此判斷為一次設備出現故障，負荷不平衡導致二次出現不平衡電流，致330kV I母母差RCS-915E保護裝置告警。為檢查一次設備狀況，經拉開33101和33102隔離開關。對隔離開關靜觸頭和動觸頭進行了外觀的檢查，發現33101隔離開關動觸頭右邊第二片觸指發生略微彎曲現象。經試合3310斷路器后，330kV I母母差RCS-915E保護裝置再次報3311電流互感器斷線告警，3310電流互感器 A相電流為0A。

后將33101觸頭進行拆卸更換后投入運行，未再出現異常情況。

圖1 33101隔離開關A相靜觸頭觸指脫落

圖2 33101隔離開關A相靜觸頭觸指脫落

2 事件原因分析

2.1 西開GW11-363DW1型330kV隔離開關缺陷分析

33112、33101隔離開關靜觸頭A相拆下，將防雨罩卸下后發現，兩只彈簧卡銷已燒斷，觸指自動掉落，該靜觸頭為內拉彈簧式，觸指之間已完全沒有壓力，如下圖1、圖2所示。

其中兩片觸指可明顯見到過熱及燒蝕痕跡，防雨罩也有燒損痕跡，如圖3、圖4所示。

圖3 觸指可見過熱及燒蝕痕跡

圖4 防雨罩有灼燒痕跡

經檢查隔離開關觸頭，判斷造成觸指燒蝕的原因為隔離開關靜觸頭設計不合理。33101隔離開關是西安西電高壓開關有限公司生產，型號：GW11-363DW1，于2005年11月投入運行。設備存在缺陷為：一是隔離開關靜觸頭與隔離開關導電板由內拉式彈簧提供拉力緊密接觸，在合隔離開關時會出現動觸頭插入靜觸頭時不正從而將靜觸頭觸指頂偏的情況，導致觸指與隔離開關導電板接觸電阻不平衡，電流不通過主導電板流通而流過觸指彈簧，從而會造成彈簧或者彈簧卡銷長期發熱燒斷，隔離開關動、靜觸頭接觸不良，；二是靜觸頭主導電板在開關分合閘過程中會產生縫隙，可能造成某些灰塵、鳥毛或異物進入觸指與主導電板之間，從而造成接觸電阻增大并長期發熱，最終導致接觸回路出現問題。

2.2 保護告警原因分析

正常運行時330kV第一串負荷流向如下圖5所示，I線為電源進線，1號主變帶負荷105A，第一串向330kV I母送出負荷約115A，向330kV II母送出負荷約220A：

因33101A相隔離開關觸頭接觸不良，一次電流不導通時的負荷流向如下圖6所示，由于系統負荷未發生變化，第一串總流出電流約335A，在33101A相不導通電流時，1號主變的負荷由3311A相斷路器提供 (如上圖示)，3311B相、C相負荷電流不變。為達到負荷平衡，3312A相向II母提供負荷電流440A。

圖5 正常運行時330kV第一串負荷流向

圖6 33101A相隔離開關觸頭接觸不良330kV第一串負荷流向

告警前后向量圖對比分析如下圖7所示：

可以看出，異常時3311會產生很大的零序電流分量，各間隔電流互感器變比為1250/1，得出3311零序電流大小為0.243A，3310零序電流大小0.305A，3312零序電流大小為0.047A。

1）330kV I母RCS-915E保護裝置告警原因：

該站330kV RCS-915E母差保護裝置版本為3.00，控制字“TA斷線不平衡判據”投入，滿足不平衡條件時，報“TA斷線”。判據之一為任一支路3I0＞0.25I*max+0.04In（其中I*max—最大相電流幅值，In—二次額定電流），裝置發“支路TA斷線”告警。

3311間隔3I0=0.243＞0.084A，滿足TA異常斷線報警條件，所以I母RCS-915E母差保護報“3311支路TA斷線”告警，閉鎖母差保護。3312間隔3I0=0.047<0.128，不滿足TA異常報警條件，II母保護不告警正確。

2）330kV I母BP-2B保護裝置未告警原因：

330kV BP-2B母差保護的“TA斷線”僅由差動電流大于“TA斷線差電流”整定值判別，由于現場實際的一次負荷平衡，母差保護差流為零，因此BP-2B保護裝置無任何告警信息正確。

綜上所述，徐家莊330kVI母RCS-915E母差保護告警信息正確，I母BP-2B無告警信息正確，II母兩套母差保護不告警正確。

3 改進預控措施

（1）鑒于西開GW11-363DW1類型隔離開關觸頭設計不合理，提出以下改進建議：1）將靜觸指與隔離開關導電板間加裝銅導電帶，保證其可靠聯結；2）隔離開關靜觸頭里內拉簧改為外拉簧，確保拉簧可靠聯結。后續將結合停電機會對的同類型隔離開關觸頭進行更換。

（2）針對3/2接線方式加強電流的監視力度，尤其注意一組隔離開關接觸不良不會導致發熱而會導致電流不平衡的現象密切注意三相電流的變化情況。

4 結束語

西開GW11-363DW1型隔離開關在西北地區330kV變電站中使用較為普遍，其設計上存在的缺陷在運行多年后會逐漸暴露，從而影響設備的可靠運行，在上述發生母差告警的變電站中已發生過5起同批次隔離開關接觸不良引起的保護裝置告警或者隔離開關觸頭發熱的情況。并且因為330kV設備采用3/2接線方式，邊開關間隔導電不良會由中開關導通電流向線路送電，故此接觸不良隔離開關上無電流通過，沒有發熱現象，通過紅外測溫等手段無法有效檢測，而在隔離開關合上的情況下也無法發現此情況，故對設備的運行形成了較大的隱患。希望通過此文引起電網運行人員對隔離開關構造學習和運行監視的重視，避免故障的發生。