一起开关柜异常跳闸事件分析及原因探究

摘要：整理了一起变电所开关柜跳停事件的发生、排查经过和后续结果。结合事件，探讨了综保在日常使用中的功能拓展。

关键词：断路器跳闸;综合保护装置;二次回路

中图分类号：TM561    文献标志码：A    文章编号：1671-0797（2024）11-0066-03

DOI：10.19514/j.cnki.cn32-1628/tm.2024.11.017

0    引言

电力系统作为石化企业生产中不可或缺的关键环节，其稳定可靠的运行对于保障生产安全、提高生产效率至关重要。本文所述石化企业的某变电所，位于电压等级为6 kV的中压范围，采用了单母分段运行方式。这种运行方式具有灵活性高、可靠性强的特点，适用于大规模工业生产的需求，为企业的稳定运行提供了坚实保障。

在该变电所的关键设备选择中，开关柜起着至关重要的作用。本文所述变电所采用了西门子公司的8BK20开关柜搭配西门子公司的3AH3断路器方案。为了进一步保障电力系统的安全运行，该变电所还采用了南瑞电气公司的PCS-9627综合保护装置。PCS-9627是一款专业化的电力系统保护设备，具备先进的监测、诊断和保护功能，能够有效应对各种电气设备可能出现的故障和异常情况，保障了电力系统的稳定性和安全性。

本文将通过对一起开关柜异常跳闸事件的深入研究和分析，对变电所的综合保护装置设置、电气专业仪表专业界面判定等方面进行全面探讨，为类似变电所维护和运行提供参考和借鉴。

1    事件经过

2018年12月6日16：50，收到关于某变电所某泵停止运行的紧急通知，立即组织现场人员前往现场进行调查。

首先，调取了现场录像，以排除人为误操作等因素造成泵停止运行的可能影响。经过仔细观察和分析，未能发现任何异常操作或外部干扰。

接着，由仪表专业的技术人员对DCS（分散控制系统）进行了检查。检查结果显示，DCS未显示任何异常，泵停止运行并不是由系统故障引起的。随后，对参与联锁的流量计进行了详细检查，同样未发现异常情况。值得注意的是，联锁系统也没有发出任何跳闸信号，这表明泵停止运行不是由仪表系统中的故障引起的。

在仪表专业的检查结果未能找到问题后，转而由电气专业的技术人员对综合保护装置进行了排查。经过仔细检查，发现综合保护装置没有任何故障报警记录，二次端子排连接完好，不存在松动短路等情况。因此，初步排除了电气系统中的故障导致泵停止运行的可能性。

然而，令人困扰的是，尽管进行了仔细的现场调查和专业排查，但仍未能找到导致泵停止运行的明确原因。这使得调查陷入了僵局，无法进一步展开。

2    原因查找

对开关柜二次原理图（图1）进行仔细分析，确定了两个能够触发跳闸的开入点，即综保装置的804和802端子。鉴于跳闸事件未能产生任何报文记录，推测联锁跳闸的概率较高。然而，仪表专业并未记录到联锁跳闸的事件，因此需要进行更深入的排查工作。

再进一步审查综保装置的控制原理图（图2），发现开入1～8在跳闸后并未产生相应的报文记录。因此，决定对非电量1线路进行改造，因为非电量1触发跳闸时会生成相应的报文记录，有利于跳闸事件的追溯和分析。

考虑到联锁跳闸和机旁跳闸共同接入综保804开入端子，导致无法准确判断跳闸是由机旁操作还是联锁触发所致。因此，决定保持机旁跳闸不变，而将联锁跳闸的接线改接至非电量1，即综保714端子，以确保更精确地监测和区分跳闸事件的根本原因。

这一系列改动有助于提高系统的稳定性和可靠性，降低未来跳闸事件发生的概率，同时为跳闸事件的原因分析和故障排除提供更为准确和可靠的数据支持。

南瑞继保PCS-9627D综合保护装置设有三路非电量保护，两路可以通过控制字选择跳闸或报警，一路直接跳闸。第一、二路非电量保护延时可到100 s，第三路非电量保护延时可到4 000 s[1]。

根据说明书可知，因为是区分机旁跳闸和联锁跳闸，不需要延时，故选择接入非电量1，设置延时为0 s。而如果选择接入非电量3则是一种功能上的浪费，可预留给需要长延时的分闸信号。在报警与跳闸之间设置跳闸，否则联锁无法分闸，将会造成联锁失效，导致装置工艺上的事故。

3    改造后效果分析

经过线路改造后，再次启动了泵，并密切观察了开关柜的状态。然而，令人遗憾的是，在不到24 h的时间内又发生了异常的跳闸事件。

迅速检查了综保装置的状态，发现非电量1开入信号的出现时间为16：52：28.720，如图3所示。而开关变位信息显示跳闸时间为16：52：28.785，如图4所示。这一发现表明，跳闸是由联锁触发引起的，并且联锁信号导致开关变位所需时间为65 ms。

基于以上分析，排除了跳闸事件由电气故障引起的可能性。因此，决定由仪表专业继续进行故障原因的进一步分析和诊断。这将有助于确定跳闸事件的确切原因，并采取针对性措施来解决问题，以确保系统的稳定性和可靠性。

4    其他改造方案

在解决问题的诸多思路中，本文所述的方法是其中之一。除此之外，还有一种更为直接的改造方案可供考虑。该方案旨在改造控制回路，通过移除综保装置中的机旁跳闸和联锁跳闸功能，并在两个回路中各增加一个中间继电器来实现更精准的监控。这一方法的操作方式如下：将中间继电器的辅助触点接入跳闸线圈，再将辅助触点连接至一个指示灯，从而能够清晰地区分出是哪个回路导致的跳闸情况。

然而，尽管这种方法在实现跳闸监控上有一定的优势，但也存在一个明显的弊端，即无法记录跳闸发生的时间。尽管原有的功能不能弹出报文，但可以将跳闸事件的发生时间记录下来，作为事件存储，为后续的事故频率统计提供重要参考。这一记录能使相关工作人员更全面地了解系统运行的稳定性和可靠性，从而更好地指导后续的维护工作和系统优化。

考虑到这一方法的实施可能对系统的运行产生影响，还需要进行充分的风险评估和效果验证。在实施过程中，需要严格遵循相关的技术标准和操作规程，以确保改造工作的顺利进行和系统的安全稳定。此外，还应该密切关注改造后系统的运行情况，及时发现并解决可能出现的问题，以确保系统持续稳定运行，并为用户提供可靠的保障。

综上所述，尽管这一改造方案存在一定的局限性，但通过合理应用和配合其他技术手段，其局限性完全可以克服，实现对系统运行状态更加精准的监控和有效管理，从而确保系统能够持续、稳定、可靠地运行。针对功能简单且落后的综保产品，可以采取多种手段来提升其性能和可靠性。其中一种方法是在控制回路中引入继电器、自保持回路和信号指示灯等设备，以实现所需的功能。这些额外的装置不仅可以增强系统的性能，还能提高其稳定性和可靠性。

5    结束语

然而，随着电气仪表专业的发展，也必须认识到，尽管这些额外装置带来了明显的益处，但在连接紧密的专业环境中，故障排查往往变得更加复杂和困难。这种复杂性不仅会增加故障诊断的成本，还可能导致专业间的推诿扯皮现象。在实际工作中，常常会遇到电气和仪表专业之间的界面问题，这需要充分利用现有的技术手段来加以解决。

因此，为了确保系统的正常运行和维护，需要采取一系列措施。首先，应该明确划分电气和仪表专业之间的责任和职责，确保各自的工作范围清晰明确。其次，需要建立起高效的沟通机制，确保不同专业之间能够及时分享信息和交流问题。此外，针对可能出现的故障情况，还应该制定详细的应急预案和故障处理流程，以便在出现问题时能够快速、有效地进行应对。

另外，还可以考虑采用先进的远程监控和诊断技术，通过实时监测系统运行状态，及时发现并解决潜在的故障隐患。这种技术不仅能够提高故障诊断的效率，还可以降低维护成本，提升系统的整体性能和可靠性。

总之，虽然在改进功能简单且落后的综保产品时会面临一些挑战，但通过合理利用现有的技术手段和加强专业间的协作，完全有能力确保系统的正常运行和维护，以满足用户的需求和期望。

[参考文献]

[1] 南京南瑞继保电气有限公司.PCS-9627D电动机保护装置技术和使用说明书[Z]，2010.

收稿日期：2024-03-25

作者简介：李枫（1988—），男，辽宁锦州人，工程师，研究方向：电气设备维护。