ABB开关(ELK－SP3)机构三相不一致的安全隐患

李宗宇

(四川超(特)高压运行检修公司绵阳中心，四川绵阳 621000)

0 引言

ELK－SP3型开关的集中控制是ABB的一项新技术，在实际运行中暴露出一些不足和隐患。根据运行中发生的故障情况和对该型号机构三相不一致设计的理解，就其存在的安全隐患进行分析。

1 事故经过

2011年2月17日运行人员在对500 kV茂谭二线送电中，在合5032开关(合环)时，开关机构三相不一致动作开关跳闸，在开关转冷备用后合开关操作时，开关机构三相不一致再次动作［1］。经操作过程中的观察和故障后检查，在对开关进行合闸时三相均正确动作，开关保护三相不一致未动作，初步判断为机构三相不一致误动作。

1.1 ABB开关机构三相不一致原理接线图

原理接线图见图1。

1.2 三相不一致工作原理

图1 开关机构三相不一致原理接线图

图2 就地控制柜控制模块

正常情况下，开关在合位时，断路器辅助接点73－74闭合，IN8、IN2、IN4均有电位开入，71－72辅助接点断开，IN1、IN3、IN5无开入，开关在分位时，其辅助接点71－72闭合，IN1、IN3、IN5均有电位开入，73－74辅助接点断开，IN8、IN2、IN4均无电位开入;IN8、IN2、IN4、IN1、IN3、IN5开入情况均被引进开关就地控制柜电脑，任有一相(两相)无开入，经一定延时判开关机构三相不一致，并发三相跳闸命令到机构使开关三相跳闸(故障后经试验验证不论开关在分位还是合位只要有一相无电位开入其出口继电器均动作)。

1.3 故障后的检查处理情况

1)对LCC柜(就地控制柜)非全相开入IN1、IN3、IN5电位进行检查(开关分位)，电位正常，判断24 V电源正常，开关在分位时电位正确开入，分析可能是开关在合位时开关辅助接点未将电位引入装置。

表1 开关辅助触点状态与智能模块非全相判断结果表

图3 机构内辅助触点进行检查

2)运行人员打开开关C相机构箱盖，对开关辅助节点73－74进行了检查，辅助接点稍有松动，对其作了紧固处理。

3)对开关机构C相X2插把卸下进行检查，插头、插座内受潮严重，有凝露，在用电吹风进行干燥处理后恢复(开关辅助触点经X2引入汇控柜，再接入智能控制模块)。

在经过以上详细的检查处理后，再对开关进行合闸，机构非全相保护未动作，开关运行正常。

2 原因分析

从检查处理的各环节分析，引起开关机构非全相动作原因是:开关在合位时C相电位未引入LCC柜智能控制模块D014 IN4(见图1和图2)。而造成电位未正确引入的原因可能有以下3种。

1)机构内辅助触点73－74(见图1和图3)接触不良;

2)X2插把未紧固插头接触不良;

3)因受潮接地造成24 V电位不能引入。

3 设计方案安全上存在的隐患分析

开关辅助接点在接入智能模块前经过许多环节:开关机构端子排—开关机构插把—开关控制柜插线板—控制柜接线端子排—开入智能控制模块。其中，中间许多地方是插入式连接，有可能存在接触不良的情况(在安装调试期间，多次发生因开关分合震动造成机构插把松动接触不良，开关不能进行分合的情况)。

运行中，当开关在合闸位置时，常开辅助接点闭合，经IN8、IN2、IN4开入电位作为开关三相运行的判据，若因开关某一相(两相)常开辅助接点所接回路接触不良或其他原因引起回路断线等，都会导致该相(两相)无开入，由于没有其他辅助判别条件，装置将判开关发生非全相运行，直接发跳闸命令，使开关三相跳闸。

4 建议采取的措施

4.1 方式1

1)改变开关接点回路接线:将开关三相常开辅助接点并联和并联的三相常闭辅助接点串联，再开入就地控制柜智能模块［2］。其接线如图4所示。

图4 改后三相不一致原理接线图

图5 开关三相不一致逻辑图

2)判断逻辑改为有电位开入就判开关三相不一致。

该方案的优点:①用此接线方式和判断逻辑，任何一相发生断线(或其他原因无电位开入)，24 V电位不能开入装置，不会发生因误判断而造成事故;②用此方案控制模块开入量减少，接线清晰，装置工作逻辑简单。

该方案的不足:当开关发生三相不一致，而该回路断线时装置不能正确动作，如开关A、B相在合位，C相在分位时，正常情况下A相和B相的73－74常开触点及C相的71－72常闭触点(见图4)应闭合，装置判发生三相不一致，正确动作跳闸;但如果此时，C相71－72常闭触点引入回路发生断线时，装置将不能进行正确判断，这时需要通过开关保护的三相不一致实现正确出口跳闸。

4.2 方式2

不改接线，改判断逻辑:当 IN8、IN2、IN4和IN1、IN3、IN5两组开入都不一致，且发生对应变化时，判开关三相不一致。如当IN8、IN2有电位开入，IN4无电位开入，且IN1、IN3无电位开入，而IN5有电位开入时，可判开关A、B相在合位，而C相在分位，即开关三相不一致。若只有一组开入不一致或虽两组都有不一致开入，但不对应则判三相不一致开入异常，并发信号到监控系统提醒运行人员检查处理。开关三相不一致逻辑图(如图5)。

5 结论

因三相不一致有两套(机构和保护)，发生拒动的可能性较小。而保护三相不一致有电流判据作为闭锁，误动可能性较小;机构三相不一致无辅助判据，误动的可能性较大。因此，机构三相不一致在设计上可适当保守，主要是要避免发生误动给电网安全带来影响;在采取智能控制时，可以通过采取严谨、合理的故障判断逻辑来提高装置动作的正确性。