1 故障现象
某35 kV变电站运行中的1号主变压器(本文简称主变)高后备保护装置屏上,突然出现3501断路器合闸位置红色指示灯亮,同时跳闸位置绿色指示灯闪烁,综自后台系统事故音响报警,但3501断路器未跳闸,变电站现场运行人员立即向调度进行了汇报。
2 故障查找
检修人员赶到现场后,运行人员又反映,3501断路器位置指示灯红灯亮、绿灯闪光现象刚消失。检修人员又询问其他班次运行人员,他们反映3501断路器位置指示灯前几天也发生过这种现象。事发时他们检查3501断路器保护控制屏上表计,3501保护装置三相电流、有功功率、无功功率正常,保护测控装置都有正常的负荷电流指示,红灯亮、绿灯闪光现象当时只持续了60 min左右就自动消失而恢复正常。检修人员现场检查3501高后备保护装置及故障录波装置,未发现保护动作记录。现场初步判断故障不在3501高后备保护装置回路,应该在3501断路器控制回路中。
3501断路器保护控制屏合闸位置红色指示灯亮,说明断路器跳闸回路良好;而跳闸位置绿色指示灯闪光,同时综自后台系统警笛响,说明是由3501保护装置的跳闸位置中间继电器动作而引起的。那么,在3501断路器合闸状态下,合闸回路辅助开关动断辅助触点断开时,是什么原因引起跳闸位置继电器误动作呢?
用万用表检测保护控制回路直流系统,直流电源正极对地电压为“+108 V”,负极对地电压为“-113 V”,判断直流系统没有接地现象,可以排除直流系统两点接地引起跳闸位置继电器误动作。
将3501断路器控制电源空气断路器断开,检查断路器控制回路。检修人员首先怀疑3501断路器辅助开关未调整好,于是在断路器操作机构箱内摇动其辅助开关传动拐臂并进行测试,发现辅助开关动合辅助触点接触良好,动断辅助触点断开良好。
检查3501断路器户外端子箱,见端子箱内部表面潮湿。其接入3501断路器的“107”回路(合闸回路)和“137”回路(跳闸回路)的两个端子上下相邻,两个端子之间绝缘材料有绝缘击穿的痕迹。检修人员观察“107”回路端子排上所接二次电缆芯线(铜线)的外观,有较大电流通过时发热变色迹象。在端子排处用绝缘电阻表摇测“107”回路和“137”回路电缆芯线之间绝缘电阻为0.2 MΩ。检修人员再从端子排上解列“107”回路和“137”回路电缆芯线,单独用绝缘电阻表摇测两端子之间绝缘电阻为0.3 MΩ。初步判断跳闸位置继电器动作是由于它们之间绝缘降低而引起的。
更换3501断路器户外端子箱“107”回路和“137"回路端子,并在上下相邻两个端子之间再加人一个空端子进行隔离。恢复端子排二次接线,摇测“107”回路和“137”回路电缆芯线之间绝缘电阻为30 MΩ。将3501断路器控制电源空气断路器合上,3501断路器红灯、绿灯指示正常,故障处理完毕。
3 故障原因分析
3501断路器户外端子箱内,“107”回路和“137”回路的两个端子上下相邻。由于两个端子间绝缘材料老化,绝缘电阻降低,再加上端子箱内没有加热除湿设备,环境湿度大,它们之间绝缘被击穿。当断路器处于合闸状态时,“137”跳闸回路所带的负电位,经端子箱端子间绝缘击穿处被引人到“107”合闸回路中。又因为3501高后备保护装置的跳闸位置中间继电器为直流110 V中间继电器,启动电压偏低,跳闸位置继电器线圈一端接电源正极,另一端接合闸回路“107”。当合闸回路“107”有负电位后,跳闸位置继电器动作。接人到事故音响信号回路的跳闸位置继电器动合辅助触点闭合,使综自后台系统警笛响。接入绿色指示灯回路的跳闸位置继电器动合辅助触点闭合,于是信号母线(+)经3501断路器保护控制屏控制开关SA的9-10触点,再经跳闸位置继电器动合辅助触点形成回路,使绿色指示灯闪光。一旦二次线发热,湿度降低,使“107"与“137”端子之间的绝缘电阻增大,两者之间绝缘有所恢复,跳闸位置继电器便会失磁断开,又恢复到正常运行状态,绿色指示灯不再闪光。
4 经验教训
在电网运行过程中,诸多因素会导致直流系统绝缘降低,如电缆老化、接线盒进水、电缆剥伤或压伤、电缆表皮破损、保护装置拆除时一端接线电缆的接线端未用绝缘胶布包好接地、直流母线避雷器被击穿等,为此,应加强施工工艺标准,认真对重点设备进行定期检修。