某变电站开关控回断线处理及分析

2021-08-26王成

通信电源技术 2021年8期

王成

（国网江苏省电力有限公司检修分公司，江苏南京 210000）

0 引言

开关作为变电站内最常见的一次设备之一，正常运行时负责开断、承载负荷电流，在严重过载和短路的情况下通过保护动作等切断线路隔离故障点，保护其他设备，其控制回路的完好性监控非常重要。控回断线全称控制回路断线，该信号是在控制回路里出现异常或故障时发出的信号。信号报出表明开关可能无法进行正常的分合闸操作，且在线路有故障时开关可能无法正常跳闸，从而扩大事故范围，造成更大范围的停电，最严重时可能导致局部电网瘫痪。因此，控回断线信号报出时需要尽快查找出故障点并排除故障。

1 控回断线原理分析

开关控制回路中，运行情况下的分合闸信号来源有监控后台、测控屏以及保护屏等，不管是以上哪种来源，信号都要经过保护屏的操作继电器箱，然后经过开关汇控柜中的分合闸回路实现开关的分合[1]。220 kV及以上开关的控制回路一般有两个跳闸回路和一个合闸回路，其中合闸位置继电器1HWJ和2HWJ分别接入两个跳闸回路用来监视开关跳闸回路完好，跳闸位置继电器TWJ接入合闸回路用来监视开关合闸回路完好[2]。某变电站的OFPT(B)-500-63LB开关控回断线的回路图及开关合闸监视回路如图1和图2所示。

图1 控回断线回路

如图2所示，正常开关分位时各回路都完好，并联于合闸回路中的TWJa1～6、TWJb1～6以及TWJc1～6（简称TWJ）得电，图1中的常闭接点TWJa1-1、TWJb1-1、TWJc1-1断开，发第一组控回断线和第二组控回断线的回路均不通。同理，正常开关合位时各回路都完好，1HWJa2-1（简称1HWJ）、2HWJa2-1（简称2HWJ）等6个常闭接点断开，发第一组控回断线和第二组控回断线的回路均不通。无论开关在分位还是合位，HWJ和TWJ两种常闭接点只会有一个导通，控回断线永远发不出[3]。

图2 开关合闸监视回路

当正常运行开关第一组控制回路确实断线时，并联于其中的1HWJ继电器失电，常闭接点1HWJ闭合，而2HWJ不受影响，仍是分位，结果就是第一组控回断线回路导通，1ZJ1、1ZJ2得电，第一组控回断线信号发出[4]。同理，当正常运行开关第二组控制回路确实断线时，并联于其中的2HWJ继电器失电，常闭接点2HWJ闭合，而1HWJ不受影响，仍是分位，结果就是第二组控回断线回路导通，2ZJ1、2ZJ2得电，第二组控回断线信号发出。

2 控回断线产生原因

一是控制电源空开分位，或回路没有电源丢失。开关合闸回路和第一组跳闸回路由一电源供电，第二组跳闸回路由二电源供电。综合分析得出，开关分位时，一电源丢失，发第一、第二组控回断线；二电源丢失，不发信号。开关合位时，一电源丢失，发第一组控回断线；二电源丢失，发第二组控回断线[6]。二是TWJ、HWJ接点异常，使本该断开的接点闭合，从而导致不该导通的回路导通。三是本体开关电机的辅助接点松动或者异常导致弹簧储能接点分位，继而导致回路不通。四是分合闸线圈烧损，会引起控制回路不通。当前的微保控制回路均有分合闸自保持功能，无论在后台操作还是在装置操作，发出分合闸命令后，回路一直处于自保持状态，直至断路器动作。断路器动作后，辅助开关节点转换，切断分合闸回路电流。在断路器动作期间，由于机构卡滞、连杆脱落以及线圈衔铁卡滞等原因断路器据动，导致保持回路一直受电，会烧损分合闸线圈[7]。五是分合闸回路里的其他电气元件故障，如端子松动导致回路不通。六是汇控柜内“远方／就地”切换把手在“就地”位置或损坏导致回路不通。七是开关SF6压力低至闭锁值或其继电器损坏。此情况会使分合闸回路中的常闭接点断开，而由于三相共用一个接点，故此时ABC三相的控制回路都会断线。八是开关控制回路中的分、合闸位置指示灯损坏[8]。九是在开关正常的合闸操作过程中也可能会出现“控制回路断线”信号。这是由于合闸时，弹簧释放能量使开关合闸，此时弹簧处于未储能状态，控制回路中的弹簧储能接点断开，TWJ所在回路断开。同时由于开关还未合到位，常开接点还是处于断开状态，从而HWJ不能励磁，这时TWJ与HWJ均不励磁，便发出控回断线信号。当合闸完成后，常开接点闭合，接通跳闸回路，HWJ励磁，控回断线信号复归。由于开关合闸过程时间很短，因此控回断线信号发出后会立即复归[9]。十是智能化变电站由于采用智能终端来完成控制回路断线报警功能，智能模块的故障也会导致控回断线。此外，逻辑错误、回路中串入了电容及电阻，对跳闸监视回路中的光电二极管产生了电位保持作用导致该发出的“0”信号仍为“1”等情况都会发出控回断线[10]。

3 控回断线异常处理案例

2020年9月8日22时59分，特高压泰州站监控后台报500 kV交流站控系统5143断路器第一组控制回路断线，现场检查发现开关实际在合位，SF6压力正常，各空开都在合位，“就地/远方”切换把手在远方，保护屏上5143开关B相合闸位置1指示灯不亮。

查询其图纸，由于只有B相灯不亮，因此可以排除三相公共部分的问题，如SF6接点、“远方／就地”切换把手接点等。故障原因大致可以判断为第一组控制回路某处出现问题，需要沿着5143开关的B相控制回路逐步查找。

检修班前往5143保护屏检查接线，未发现有松动现象。用万用表测量，发现第一路电源并未失去，接着检查TWJ、HWJ继电器及接点，未发现问题，然后又前往汇控柜检查接线，沿着B相第一组分闸控制回路逐个排查，发现5143汇控柜内I5-10与I5-11之间端子外部线松动，复紧后告警复归。松动接线位置如图3所示。

图3 汇控柜内松动外部接线

HWJ是监视跳闸回路完好的继电器，在此线接触不良后，B相的第一组跳闸回路不完好，通过HWJ发出第一组控回断线信号。

4 控回断线的应对措施

开关合闸操作时产生的控回断线是正常现象，此时需要的是深入掌握该信号的回路及来源，在事故处理过程中做到临危不乱。同时也可以记录下常见的现象，在报文发出时有以往案例参考。

现场运检中，运行专业需要结合例行巡视、特殊巡视、全面巡视定期地检查开关的本体、各类空开、信号指示灯、切换把手以及储能状态。同时也要定期抄录，比对气压、油压、动作次数。设备倒闸操作时应严格执行倒闸操作确认制度，杜绝因人员导致的不正常现象。检修专业需要将专业巡视和点检做到位，点检要认真、仔细、全面，及时发现、消除开关本体缺陷，确保开关功能完好。结合年度大修和各类小修，还需要做好开关二次回路的检查、维保以及消缺工作。在故障发生时，快速准确查找故障点，避免人员责任引起的事故，尽快恢复正常。