#2发变组电压切换板故障原因分析

2016-06-21长安益阳发电有限公司检修部李德山

电子世界 2016年11期

长安益阳发电有限公司检修部李德山

#2发变组电压切换板故障原因分析

长安益阳发电有限公司检修部李德山

【摘要】本文简单介绍了2011年6月某电厂#2机发变组二次回路进行检查过程中发现的电压切换板故障问题。通过分析电压切换的作用及原理、具体的电压切换试验，判断出电压切换板故障的原因所在，并针对此次故障提出应该采取的防范措施以及以后运行过程中应该注意的问题。

【关键词】电压切换；作用及原理；试验；防范措施

一、引言

2011年6月，某电厂#2机组进行C修，在对220KV系统电压变送器的校验过程中发现电压端子A720和N600之间有烧糊迹象。由于该电压取自发变组电压切换箱并且涉及到发电机的并网以及线路保护，故决定对与A720有关的电压回路进行系统地检查。由于当时线路正在运行且保护装置没有任何异常，故检查的重点放在了发变组。目的就是通过检查回路和试验来判断整个二次回路是否存在故障点，设备能否继续正常运行。

二、电压切换的作用及原理

1.电压切换的作用

对于双母线系统上所连接的电气元件，在两组母线分开运行时（例如母线联络断路器断开），为了保证其一次系统和二次系统的电压保持对应，以免发生保护或自动装置误动、拒动，要求保护及自动装置的二次电压回路随同主接线一起进行切换。

2.电压切换的原理

电压切换主要是用隔离开关两个辅助触点去启动电压切换中间继电器，利用其触点实现电压回路的自动切换。其核心元件就是电压切换中间继电器（双位置继电器YQJ），如图1所示。

图1 电压切换的原理图

双位置继电器YQJ是一个具有两个线圈YQJ1和YQJ2的继电器，YQJ1由隔离开关的常开触点控制，YQJ2由隔离开关的常闭触点控制，YQJ触点由YQJ1和YQJ2的受励情况决定。如图1中，当线圈YQJ1失磁，而线圈YQJ2被励磁时，继电器YQJ的常开触点保持不变；当线圈YQJ2失磁，而线圈YQJ1被励磁时，继电器YQJ的常开触点将闭合。当YQJ1和YQJ2同时失磁或者同时被励磁时，YQJ的触点将保持原来的状态不变。换句话说，只有线圈YQJ1和YQJ2同时改变受励情况（也就是隔离开关的两个辅助触点同时改变）时，继电器YQJ的触点才会动作。

下面就拿图1中隔离开关挂在I母、挂在II母及不挂任何母线三种情况下A相电压经切换后的输出电压进行分析。图中A721取自第一组TV（即I母电压），A723取自第二组TV（即II母电压），A720为切换后的输出电压。当隔离开关挂在I母时，由于隔离开关1G动作，其常开、常闭辅助触点均会变位，对应的1YQJ2将失磁，而1YQJ1将被励磁，在电压切换回路中双位置继电器1YQJ的常开触点将闭合。由于隔离开关2G没动作，其常开、常闭辅助触点均保持不变，对应的2YQJ1保持原来的失磁状态，2YQJ2保持原来的受励状态，在电压切换回路中双位置继电器2YQJ的常开触点不动作。这样A720所输出的电压即为A721处的电压即I母电压。同理，当隔离开关挂在II母时，A720所输出的电压则为A723处的电压即II母电压。当隔离开关不挂任何母线时，由于1G和2G都没动作，它们的辅助触点均不会变位，1YQJ和2YQJ的常开触点均保持断开，A720所输出的电压将为零。由以上的分析可看出，电压经过切换后，满足了一次系统和二次系统的电压保持对应的要求。

三、检查试验过程

切换后的输出电压（A720、N600）除了供给220KV系统电压变送器用之外，还有一个重要用途就是供给同期装置系统电压。由于涉及到#2机组的并网问题，故决定对整个电压回路进行检查试验，以确保设备正常运行。

整个检查试验分三部分进行：

1.母线PT出口至电压切换箱的输入之间的回路。当时检查发现网控线路保护没有任何异常，且PT二次空开没有跳开，故可判断PT出口至网控段回路完好。进一步用万用表测得进电压切换箱前的采样电压A630、A640对N600均为60V，故可判断母线PT出口至电压切换箱之间的回路完好。

2.电压切换输出至同期装置和变送器之间的回路。用万用表测量切换后输出电压A720、N600电压为零；用通断方法测得电压切换输出至同期装置和变送器之间的回路正确，无断开和寄生回路；用摇表测得回路绝缘合格。故可判断电压切换输出至同期装置和变送器之间的回路完好。

3.电压切换箱中的切换回路。将电压切换的输入电压外部端子线A630、A640和N600甩开并包扎好，以防止试验对正在运行运行的电压回路产生冲击。送上电压切换箱的工作电源，模拟隔离开关挂I母状态，在端子A630、N600处加试验电压60V，并断开1G的常闭触点，短接1G的常开触点，测得切换输出电压A720、N600电压为零。故可判断电压切换回路有问题。退出试验，将电压切换板拔出后发现电压切换板已被烧坏，如图2所示。图中烧糊处即为故障点，烧断的铜薄即双位置继电器的输出触点回路。

图2

四、故障原因分析及防范措施

从切换板的故障情况看，能使铜薄烧断的原因只有一个，那就是有大电流通过。结合220KV系统电压变送器电压端子A720和N600之间有烧糊迹象这一现象分析，在端子A720和N600处曾经发生过金属性或者非金属性短路。但从另一现象看，PT二次空开没有跳开，而直接烧坏切换板，考虑到该板子已运行6年有余，电子元件长期带电容易使绝缘受损，说明切换板的绝缘已经老化。

由上述分析可知，端子A720和N600处发生短路是切换板烧坏的直接原因，切换板的绝缘老化是故障的主要原因。

鉴于电压切换板的重要性，为了防止板子故障影响机组的稳定运行，针对此次故障，有必要采取以下防范措施：

1.定期对切换板进行绝缘、电压冲击试验。

2.定期对完整的PT二次回路进行绝缘检查。

3.保持良好的室内环境温度和湿度。因为过热容易使元件老化，湿度太高是发生非金属性短路的原因之一。

4.保证完好的安措制度。例如，在隔离开关操作过程中，要保证双位置继电器复位后再断开继电器的工作电源。否则，很可能发生隔离开关不挂任何母线时由于双位置继电器保持原态使本该为零的切换后输出电压带电。这样很容易导致工作中发生金属性短路。