220kV 变电站断路器的故障原因研究

高鹏

摘 要：输电线路是否能够安全运行会直接影响到电力系统的运行是否稳定。断路器在输电线路中起到开关高压的作用，可以安全的切断线路中的过电流和过电压，能够有效的保护输电线路中的设备及变电站的安全。但是由于断路器的耐受电压有其上限，一旦断路器遭到雷击的过电压冲击，就会导致其断裂。通过对输电线路短路器的故障原因的分析和相关计算机辅助软件对断路器进行模型暂态分析，可以全面的认识到雷击对断路器的破坏作用，并在此前提下对断路器的防雷设计做出改进，确保输电线路的安全稳定的运行。本文通过实际案例对断路器出现故障的原因进行了充分的探讨和分析，并针对性的提出了解决问题的对策，期望能有效的避免出现断路器故障的現象，确保变电站稳定运营。

关键词：220kV 变电站;断路器;故障原因;处理措施

1断路器故障产生原因

1.1     电路接线错误

线路接线错误主要是指工作现场的实际接线不符合设计，一旦发生， 会对电力系统产生非常严重的影响。但是，除非及时发现并纠正此问题， 否则系统无法恢复正常运行。在日常工作中，我们会遇到这样的情况：施工人员不按图纸接线，导致实际接线与设计图纸不符;短路松动或误接，导致电路不能正确导出等，最终会导致故障保护无动作或误操作。以上情况在操作规程中是不允许的，所以收集不同故障保护误动作的问题，分析每种错误的原因，可以最大限度地保证故障电路的顺利运行。

1.2     设备设置错误

装置整定错误也是造成断路器失灵保护误动的重要因素，尤其是装置整定值是否正确。定值通知单由定值计算人员根据现场实际情况进行计算，必须符合现场实际情况。现场数据的收集和整理是整定计算的基础。一般情况下，定值申请人负责提交参数数据。如果提交不严谨，设备铭牌、软件版本号、设备检验代码等数据采集不正确，计算值会有偏差。另外，整定值的执行也很重要。整定值执行人整定时，如果不了解和注意保护装置整定清单，可能导致现场实际执行的整定值与通知单中的整定值清单不一致，可能发生整定错误。设备本身也有缺陷。从故障保护电路的结构来看，一般的故障保护启动电路由断路器的跳闸触点和相电流判断元件串联而成。一旦启动回路中的电流继电器反复断开电弧，造成触头粘连或机构卡死，继电器动作后不能返回，将导致故障保护误启动。

1.3     安全措施不足

据统计分析，事故碰撞是220kV 断路器误动保护和电网稳定性破坏的重要原因。误触包括误接故障启动或解除故障复合电压闭锁电路，误将交流试验电源接入运行保护装置。操作前，如果保护装置没有抽出并密封到运行设备的出口压板和相应跳闸回路的负端，在工作中容易造成意外碰撞。因此，必须在作业前采取必要的安全措施，消除安全隐患。在设备检修过程中，工作人员不得及时退出故障保护板，解开故障回路。特别是在检修和技改过程中，需要打开保护屏工作。有时，当线路被切断或屏幕内的保护完全退出时，工作人员会感到松懈和瘫痪。在此期间，如果工作人员在安全措施不足的情况下，由于意外触碰的原因，错误地启动故障电路，将导致断路器失灵和误操作的问题。

2断路器故障的预测与检修

2.1     断路器故障的预测

断路器是变压一次设备的电能控制与保护的装置，在一定的程度上提高了变电站进行的安全性。断路器出现故障的原因主要是控制系统出现故障、系统老化，在经过长期的工作中，断路器中的装置性能降低、功能老化，导致断路器出现故障。控制系统故障主要是断路器电子元器件和回路发生故障，导致断路器控制失灵。行动系统故障，断路器中操作和传动是核心的功能，由于受到内部和外部因素的影响，断路器的行动系统操作和传动会出现失误和问题，使得断路器出现故障，影响功能发挥。

2.2     安装复合电压闭锁装置

系统实际故障时，母线电压必然下降，这时开放失灵，而误碰导致的失灵保护误动作，系统一次电压没有变化，这时的失灵保护不应开放。因此可以利用这一特性在失灵回路中装设复合电压闭锁装置，降低失灵保护误动作的机率，是非常简单却必要的措施。复合电压闭锁装置应安装在失灵保护屏中比较可靠，假若装设在各个保护屏中，虽然接点串联在启动回路中，但若人为地误碰024或025回路，即可能引起失灵误动。复合电压闭锁装置的电压由低电压闭锁部分与负序电压闭锁部分组成，均可以通过定值单设置大小。复合电压闭锁装置必须足够灵敏，即使故障发生在线路末端也要求能正确动作。但如果发生匝间短路或变压器内部故障，由于这类型的故障不会引起母线电压的波动，因此这些保护的失灵回路就不能采用复合电压闭锁了。为了区分对待，可以将不能经复合电压闭锁的保护回路接在一起，再接到失灵保护屏上不经闭锁的回路中。

2.3     减少人为因素产生的失灵误动

首先在作业前做好防止误碰运行设备的安全措施。对涉及到运行设备的电流回路进行隔离，对切换前的交流电压、直流电源以及联跳运行断路器的出口压板、端子排用绝缘胶布封好。严格执行二次安全措施单并按照作业指导书上的要求进行，杜绝违规现象。另外要减少在定值方面的错误。现阶段断路器失灵保护设备生产厂家数量多，品种杂，即使对于同一种保护，不同的厂家有不同的名称，其定义也不尽相同。在同一厂家不同软件版本的装置定值项中，整定范围也可能存在差异。所以下发的通知定值单必须密切结合现场实际。同一厂家同一型号的保护装置定值单的格式宜统一，保护配置一致的装置，控制字等设置也宜一致，这样能减少错误的机率并方便现场执行。现场执行人员必须熟悉定值的执行流程，如果遇到问题必须及时与定值计算部门沟通，并在保护投入前与运行人员核对无误，确保定值的正确执行。

2.4     断路器的检修方法

对断路器进行定期的检测，了解断路器故障部位，通过额定电压30%-65%之间的最低额定电压对断路器的电磁铁功能是否存在问题进行判断。对断路器的主回路导电电阻进行重点检测，从而了解断路器触头的磨损情况以及接触情况。检测变电系统断路器灭弧室的真空度，从而判断变电系统断路器的功能存不存在问题。对断路器进行局部放电，了解器材的性能，明确元器件的接触以及存在的问题。

3结语

综上所述，断路器故障是无法彻底规避的，因此需采取措施将其故障风险和影响降至最低。针对220kv 断路器拒分故障问题，需研究其故障成因，提高处理措施的针对性和实用性，结合技术优化与创新，完善断路器故障应对体系，切实提高断路器的性能可靠性和使用寿命，从而保障电气设备更好的运行。

参考文献：

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[2] 黄辉敏，夏小飞，芦宇峰，王飞风，苏毅.220kV 断路器机构合后即分故障原因分析[J].广西电力，2019，42（01）：23-25+31.