LW12-220型开关气动机构的异常分析及处理

杨 鑫

(国网上海市电力公司检修公司,上海 200063)

1 事件概括

2019年10月28日银山变电站外银2166线路，外银2166线路从副母运行改为副母热备用时，该操作为拉开外银2166开关，监控后台300 ms后出现“压力低闭锁重合闸”信号，该信号52 s后复归，开关型号为LW12-220型，监控后台信息如表1所示。

表1 外银2166开关监控信息

外银2166开关在操作前没有异常信号，此次操作为拉开外银2166开关，正常情况开关分闸一次空气压力最多降低0.08 MPa，后台监控不应出现“气压低闭锁重合闸”信号。现场实际情况为：开关分闸后，监控后台300 ms后发出外银2166线“压力低禁止重合闸”信号，并且在长达52 s后该信号才复归，本文针对这一次典型事件进行分析。

2 技术分析

外银2166线采用的是LW12-220型号开关，配备的CQ型气动操作机构，主要包括由分、合闸电磁铁、气缸、主阀、密度继电器、辅助开关、加热器和机构箱等组成[1]；汇控柜里装有空气压缩机、继电器、小型开关、转换开关、计数器、按钮、接触器、热继电器、电机、加热器、压力开关、截止阀、端子排等二次控制及保护元件[2]。

开关的操作机构维持在合闸状态和分闸状态的设备，气动操作机构的分闸操作靠压缩空气来完成[3]，合闸操作则靠分闸操作时储能的合闸弹簧来完成[4]，其压力闭锁由高到低有“重合闸闭锁”、“低气压闭锁”2个等级[5]，气动机构的主要技术参数如表2所示。

表2 气动机构的主要技术参数 MPa

正常运行时，操作机构正常压力泄露为12 h压力降低0.1 MPa，同时操作机构分闸一次空气压力最多降低 0.08 MPa，操作机构的电气控制回路和空压机电机控制回路，如图1、图2所示。当操作机构因某种原因空气压力降至1.50 MPa时，空压机电机控制回路压力开关KP_5接点接通，同时监控发出开关打泵信号，电动机启动进行补气直至空气压力上升至1.60 MPa时，压力开关KP_5断开，电机停止运转，打泵信号自动复归；当气动机构压力降低至1.45 MPa时，系统将对重合闸操作(分-0.3s-合分)进行闭锁，以保证开关二次分闸时空气压力不会太低，发出闭锁重合闸信号，同时压力开关KP_4动作，接通重合闸闭锁回路，3 KA动作，切除重合闸回路，从而实现重合闸闭锁，直至空气压力上升至1.48 MPa时，闭锁重合闸信号自动复归；当操作机构因某种原因空气压力降低至1.3 MPa时，压力开关KP_1动作，接通压缩空气气压降低报警回路，并发出压缩空气气压降低报警信号，当空气压力降低至1.28 MPa时压力开关KP_3动作，同时发出分闸闭锁信号，接通空气压力降低闭锁回路，1 KA动作，切除分、合闸回路，从而实现分、合闸闭锁，直至空气压力上升到1.34 MPa时，闭锁信号自行复归；当空气压缩机打泵使得空气压力高于1.7 MPa时，压力开关KP_2动作，接通高气压报警信回路，同时发出高气压报警信号，开关机构开启高压安全阀，使得空气压力降低直至降至1.6 MPa时，高压安全阀关闭，高气压报警信号复归。

图1 电气控制回路

图2 空压机电机控制回路

3 可能存在的三种情况

根据事件可知情况，可能会导致以下三种情况的发生。

(1)如果正常调整电力系统运行方式时，拉开开关后出现压力低闭锁重合闸，此时如果发生线路上发生单相接地故障时，开关此时已经在分位，手动操作也会将闭锁重合闸回路，不会对故障造成更大的影响。

(2)线路正常运行时，假设开关操作气动机构泄露至1.51 MPa，开关空压机打泵未启动，此时线路出现单相瞬时接地故障，保护装置正常启动，重合闸启动，开关分闸一次压力降低0.08 MPa，可能会出现压力低闭锁重合闸回路，压力开关KP_4动作，接通重合闸闭锁回路，3 KA动作，切除重合闸回路，空气压缩机打泵1.43 MPa到1.48 MPa大约需要花费52 s，而重合闸判断时间为1.5 s，1.5 s后仍然是空气压力低闭锁重合闸，重合闸动作不成功将会造成此时接地事故重合闸动作不成功，降低了供电可靠性，造成更大的损失。

(3)线路正常运行时，假设监控后台出现“压力低闭锁重合闸”信号，此时，运维人员应立即派人去现场查看该信号发出的原因：①是否保护装置误发信号②是否气动操作机构空压机正常启动。如果经现场确认气动机构压力表指示降低到1.45 MPa以下，此时线路出现单相瞬时接地故障，保护装置正常启动，重合闸启动，开关正常分闸，重合闸时间为1.5 s，1.5 s后因为“压力低闭锁重合闸”信号开关不能正常合闸，将会影响电力系统的供电可靠性。

4 运行注意事项及建议

针对气动操作机构“压力低闭锁重合闸”的情况，运维人员应该做好以下方面的措施。

(1)一旦出现“压力低闭锁重合闸”的信号，运维人员应马上到达现场，主要检查开关以下几个方面：①现场空气压缩机和控制回路工作是否正常，电源开关是否合上；②检查开关现场SF6表计及压缩空气表计是否在正常压力值；③检查现场开关空气管路是否有明显漏气痕迹；④检查汇控柜中电气控制回路和空气压缩机的控制回路是否存在断线、误发信号的可能。根据现场的情况初步分析发出“压力低闭锁重合闸”信号的原因，立即汇报监控中心，该回路的归属调度，根据调度要求对回路进行操作，并通知检修人员及时排查开关的异常。

(2)日常巡视运行人员应加强对LW12-220型开关空气压力表的巡视，发现空气压力较低或空气回路漏气等情况，运行人员现场检查且无法短时间恢复开关正常空气压力时，应立即将开关相应回路空气压力表值汇报该回路的归属调度，根据调度要求对回路进行操作。

5 结语

本文针对银山站拉开LW12-220型开关后，监控后台出现“压力低闭锁重合闸”信号，分析了该开关“压力低闭锁重合闸”的电气回路控制原理，同时对该情况下出现“压力低闭锁重合闸”可能存在的三种情况进行了简要的分析，同时针对该异常情况提出了两点针对措施，可以有利的避免异常情况的出现，进一步保障电力系统安全稳定的运行。