斷路器故障跳閘記錄的探討

張嘉濤　王敏　張華　薛飛　王輝　劉怡

摘 要：記錄斷路器切斷的故障電流是一項重要技術管理工作，本文對斷路器故障跳閘記錄填寫規定進行了補充和完善，為斷路器設備評價和狀態檢修提供了技術支撐。

關鍵詞：斷路器；故障跳閘；設備評價

斷路器的電壽命指在預期的使用壽命期間，主回路中開斷用的零件不用維修，其他零件只需很少維修，斷路器可連續開斷額定短路開斷電流的次數。對斷路器進行電壽命評估，可以掌握斷路器弧觸頭的弧燒損程度。系統發生故障跳閘后，斷路器弧觸頭切斷故障電流后會受到燒損，當受損到一定程度，斷路器滅弧能力下降，可能無法切斷故障電流導致斷路器爆炸甚至保護越級，造成系統事故。運維單位可以根據斷路器剩余電壽命評估，為狀態檢修和大修提供依據。

斷路器電壽命評估是運維單位很重要的一項技術管理工作，為此，電力行業標準《變電站運行導則》中規定，運行中應做好斷路器切斷故障電流次數的統計，斷路器允許開斷故障次數，應根據廠家規定寫入現場運行規程。水利電力部在1985年頒發的《變電所運行管理制度》中規定，變電站應配置《斷路器故障跳閘記錄簿》，發生故障跳閘時應記錄。

1 斷路器故障跳閘統計的現狀

1.1 相關規定

國家電網公司2006年頒發的《變電站管理規范》對《斷路器故障跳閘記錄》的填寫規定如下：1）本記錄由當值人員填寫并簽名；2）按開關或線路名稱分頁填寫，記錄故障跳閘的次數、保護及重合閘動作情況，外觀檢查情況，最近一次檢修日期；3）開關經過解體檢修，故障跳閘的累計次數從該次檢修后重新統計。

1.2 待完善之處

此記錄主要規定了系統發生故障跳閘時，應統計斷路器故障跳閘次數，未提及的細節如下：

1）是否統計斷路器跳閘允許開斷故障電流次數；

2）跳閘次數接近允許次數時如何處理；

3）是否記錄路器切斷的故障電流；

4）保護和重合閘動作情況如何填寫；

5）保護誤動、誤碰或操作過失引起的跳閘，是否在此記錄中記錄。

1.3 故障跳閘統計的補充

各運維單位在此基礎上，對該記錄的填寫規定進行了細化和補充，內容如下：1）按開關編號分單元建立，注明開關的型號和允許事故跳閘次數；2）僅記錄通過故障電流的事故跳閘，對保護誤動、誤碰或操作過失、低頻減載解列等引起的跳閘，一律不在此記錄中記載。重合閘動作成功記為一次，重合閘失敗記錄為兩次；3）保護與重合閘動作情況可寫（如：速斷、過流、距離I段等）保護動作、重合失敗、重合成功或重合拒動等。

2 面臨的新問題

2.1 換流站電容器組不平衡保護動作跳閘

為保證換流器正常工作，換流站配置大量電容器（濾波器）組。電容器（濾波器）組配置了不平衡保護，當電容器（濾波器）發生橋臂不對稱擊穿時，不平衡保護動作跳閘。該種情況下斷路器切斷的不是故障電流，僅切斷了該電容器組的額定電流，不應計入到斷路器故障跳閘記錄中。

2.2 3/2接線中線路保護動作斷路器跳閘

對于3/2接線，當線路發生瞬時單相接地短路故障時，與本線路直接相連的兩臺斷路器均發生跳閘，兩臺斷路器均切斷了故障電流，然后重合閘成功，線路恢復供電。線路故障錄波記錄的是線路流向故障點的電流，是兩臺開關分別切斷的故障電流的合電流，此時在斷路器故障跳閘記錄中應記錄每臺開關切斷的故障電流；當線路發生永久性單相接地短路故障時，與本線路直接相連的兩臺斷路器均發生跳閘，均切斷了一次故障電流，然后邊開關重合閘動作但不成功跳三相，邊開關第二次切斷了故障電流，最后中開關健全相跳開，線路停電，故障隔離。該情況下邊開關切斷了兩次故障電流，中開關切斷了一次故障電流，應逐次錄波，分別統計。

2.3 進口斷路器跳閘統計

進口斷路器大部分有電壽命評估經驗公式，ABB斷路器具有電壽命評估方程，可以根據斷路器歷史切斷故障電流計算出剩余電壽命，判斷是否退出重合閘。

對于ABB公司的HPL系列斷路器，評估方程如下：

允許事故開斷次數：Σn*I1.8<20000

注：I 為斷路器實際切斷的電流值，單位為kA，n為斷路器切斷某短路電流值的次數。

當 2*631.8kA >20000 -Σn*I1.8> 631.8kA時，應退出該斷路器的重合閘。

當斷路器剩余電壽命大于一次短路開斷但不足以兩次短路開斷時，應退出該斷路器的重合閘。

3 完善后的填寫規定

綜合考慮系統接線方式、換流站特殊情況、斷路器剩余電壽命評估等因素，斷路器故障跳閘記錄填寫規定應修正完善，滿足目前的電力裝備和技術管理（狀態檢修）要求。

修正后的填寫規定如下：1）該記錄按開關編號分單元建立，每個單元應注明開關的型號和允許事故跳閘次數；2）該記錄僅統計發生事故跳閘時斷路器切斷的故障電流，對保護誤動、誤碰或操作過失、低頻減載解列等引起的跳閘和換流站電容器（濾波器）組不平衡保護動作跳閘，一律不在此統計；3）單母線和雙母線接線，事故跳閘重合閘動作成功記為一次，重合閘失敗記錄為兩次。原跳閘次數加本次跳閘次數為累計次數；4）3/2接線中發生事故跳閘時，記錄邊開關和中開關分別切斷的故障電流，重合閘動作成功時，每臺開關切斷一次故障電流，重合閘動作不成功時，邊開關切斷兩次故障電流，中開關切斷一次故障電流；5）國產斷路器切斷故障電流次數比允許切斷故障電流次數少一次時，應停用該斷路器的重合閘；6）對于有電壽命評估經驗公式的斷路器，每次切斷電流后應進行斷路器剩余電壽命計算，當斷路器剩余電壽命大于一次短路開斷但不足以兩次短路開斷時，應退出該斷路器的重合閘；7）保護與重合閘動作情況可寫（如：速斷、過流、距離I段等）保護動作、重合失敗、重合成功或重合拒動等；8）開關解體大修后，累計次數結零。

4 結語

中國特高壓電網日臻完善，洲內互聯初見成效，全球能源互聯網的時代已經到來，一極一道終將實現。斷路器在全球能源互聯網中將發揮重要的作用，斷路器故障跳閘記錄填寫規定的完善，對于三集五大組織架構下的設備運維和全球一體化設備管理（設備評價、狀態檢修）具有重要意義。