一起開關機構箱加熱器故障事件分析及處理

鐘樂安

(國網浙江省電力有限公司嘉興供電公司，浙江 嘉興 314000)

1 引言

開關機構加熱器作為變電所常備設備，是專為機構箱內電氣回路、繼電器等電氣設備防潮、除濕設計的，在梅雨季節等比較潮濕的季節，加熱器(常配合溫濕度監控器可實現電力的防潮、防凝露加熱控制自動化)的投入能有效祛除機構箱內的凝露，改善內部潮濕的運行環境，從而保證了電氣設備可靠的工作以及延長了設備的使用壽命[1]。一旦上級交流電源出現缺失，極易造成加熱器故障，甚至影響開關的正常運行。通過對本文的研究，希望在今后施工和巡視檢查過程中能夠注重類似的問題，提高設備管理的針對性，從而避免此類異常事件的再次發生。

2 事件概況

運行人員接到某變電所線路A、線路B開關機構加熱器故障頻繁動作、復歸異常，立即到現場檢查確認，線路A、線路B開關機構加熱器電源空開合閘位置，加熱器工作正常，箱內無滲水、受潮、積水現象，隨后運行人員在現場多次分合加熱器電源空開后，加熱器頻繁動作、復歸故障仍然存在，立即向監控中心匯報此情況。

3 現場初步檢查情況

檢修人員到達現場進一步檢查處理，變電所監控后臺線路A、線路B開關機構加熱器故障光字常亮，已停止刷屏，加熱器電源空氣開關F3合閘位置，部分加熱器已不再發熱，查閱圖紙，“加熱器故障”信號由加熱器工作監視繼電器K38接點觸發，不受加熱器電源空開F3控制。現場檢查發現，加熱器工作監視繼電器K38指示燈均熄滅，電源消失。

圖1 加熱器故障圖紙

檢修人員測量發現開關機構箱內加熱器交流電源A相失電、儲能交流電源A相失電。進一步檢查線路A、線路B開關端子箱內交流電源總閘刀也存在A相失電的現象。確定導致加熱器故障的原因為交流電源缺相故障，而直接導致的儲能電源缺相故障危害性更大，需要立即處理消缺。

查閱變電所交流系統圖，顯示220kVII段交流電源從所用電屏出來存在兩級控制開關，分別是所用電屏抽屜開關和線路C開關端子箱內的220kV II段交流電源總閘刀2K。所用電屏抽屜開關合閘位置，測量輸出電壓正常。

圖2 變電所交流系統圖

220kVII II段交流電源總閘刀2K合閘位置，測量發現輸入端電壓正常、輸出端A相無電，拆除下蓋板后，發現熔絲未融斷但下樁頭有燒蝕痕跡，生產廠家:溫州市寶雁電器有限公司，投運日期:2006.6.26。

運行人員將檢修發現的情況告知監控，拉開所用電屏220kV II段交流電源開關，隔離電源后，進一步檢查，發現2K閘刀內A相熔絲下樁頭固定螺絲松動并且因底座螺紋磨平已無法堅固。申請更換新閘刀后，合閘送電，加熱器故障消失，線路A、線路B間隔信號均恢復正常。

圖3 交流電源總閘刀燒蝕痕跡

圖4 更換交流電源總閘刀

4 故障原因和隱患危害分析

4.1 故障原因分析

造成此次故障的原因是，220kV II段交流電源總閘刀2K投運年數較長，閘刀內熔絲隨著運行時間的增長，逐漸變細，熔絲上、下緊固螺絲松動，使熔絲與底座接觸不可靠，時斷時通，在長時間通流運行后，接觸部位燒蝕，最終燒斷，同時高溫燒蝕導致閘刀底座螺紋燒壞，緊固螺絲無法緊固。由于220kV II段交流電源總閘刀2K的A相時斷時通，導致線路A、線路B開關機構箱內加熱器交流電源A相頻繁消失，造成線路A、線路B開關機構箱內加熱器工作監視繼電器k38頻繁失電，以“加熱器故障”的形式上報到監控系統，監控后臺報加熱器故障頻繁動作、復歸的異常信號。

4.2 隱患危害分析

此次交流失電，造成線路A、線路B開關機構箱內加熱器工作監視繼電器失電，以“加熱器故障”的形式上報到監控系統，而更大的隱患“儲能電源缺相”卻沒有直接反映出來。變電所線路A、線路B開關型號為西門子3AP1F1，內部配有加熱器工作監視繼電器K38，能通過“加熱器故障”反映出交流缺相。而共同使用交流II段上交流電源的線路C、220kV＃2母聯、＃3主變、220kV副母分段開關，因開關機構內未配備加熱器工作監視繼電器K38，在交流缺相時，無任何異常現象，但是所有機構都不能正常儲能。該隱患將導致儲能電源長期缺相，在開關需要打壓時無法建壓，將可能造成“儲能超時”、“開關分、合閘閉鎖”等更嚴重的故障，影響開關的正常運行，甚至存在線路短路故障需要跳開關，而開關拒動失靈啟動母差跳開所在母線上所有進線開關的更大電網事故，關乎電力系統的供電質量和供電可靠性[2]。同時，存在正母Ⅱ段壓變、副母Ⅱ段壓變間隔因交流電源缺相導致正母Ⅱ段壓變、副母Ⅱ段壓變閘刀不能電動分閘等故障。

在220kV II段交流電源總閘刀2K出現故障時，共有9個間隔內設備受到不同程度的影響，所有需要使用交流電源工作的設備都不能正常工作。又由于沒有足夠的交流電源監視手段，使變電所巡視人員難以發現。另外，110kV、35kV設備存在同類問題，所以綜上所述，該隱患危害性巨大。

4.3 后續處理

運行人員立即對全站同類設備進行仔細排查，發現220kV I段交流電源總閘刀1K也存在螺絲松動并伴有燒蝕痕跡的情況，但輸出電壓正常，對松動螺絲緊固處理，后續將持續關注。同時，發現220kV＃1母聯儲能電源缺相，檢查發現220kV＃1母聯交流電源總閘刀B相熔絲下樁頭螺絲松動，已經緊固。至此，全站該類閘刀熔絲樁頭螺絲都已緊固。

5 建議

為避免該類型缺陷再出現，需要提高巡視工作針對性，利用日常巡視機會，結合五小箱檢查工作，定期對該類閘刀進行檢查，重點檢查閘刀內熔絲樁頭螺絲緊固情況。

由于該類型閘刀運行年份較長，設備工況逐步開始惡化，在后續技改項目中，建議將該類型閘刀更換為空氣開關，將同時期投運變電站內同類型老舊閘刀更換為空氣開關。建議考慮加裝儲能電源“相序監視繼電器”，并將相應的信號上傳監控系統，或加裝分段交流電源“相序監視繼電器”，并將相應的信號上傳監控系統。