摘要:本文针对特高压交流变电站GIs断路器分合闸计数器C相计数异常动作情况,介绍该事件的发现过程、脉冲型分合闸计数器的工作原理,通过现场勘查,分析异常动作原因,提出相应的整改措施和解决方法。
高压断路器是电力系统中开断负荷和故障电流的重要元件,其开断故障电流(短路电流)的次数是有限的,一般要求能开断短路电流20次以上,机械操作根据规程应达到2 000次以上。基于以上要求,一般在断路器机构箱或汇控柜设置有分合闸计数器,用于记录断路器分合闸次数,它的正常工作与否直接影响断路器的运行工况监测及使用寿命评判,然而在实际运行过程中断路器分合闸计数器时有故障发生。
1 脉冲计数器工作原理
脉冲计数器脉冲电平转换如图1所示。在t时间内,从低电平到高电平转动半格,从高电平到低电平转动半格,即一个周期内转动一格,记一次数。
计数器接线回路原理如图2所示,CB为断路器常闭辅助接点,Js为计数器线圈。断路器分一合一分电平变化如图3所示。正常情况下,断路器在分闸位置(t1~t2 )时,CB在闭合状态,Js励磁,Js为高电平。当断路器合闸(t2 ~ t3)后,CB在断开状态,Js失磁,js为低电平,在此过程中JS从高电平转变为低电平,计数器转动半格;当断路器再次为分闸位置(t3~t4)时,CB在闭合状态,1S为高电平,在此过程中JS从低电平转变为高电平,计数器转动半格。
2 问题发现及原因分析
2.1问题的发现
某特高压交流变电站运维人员在每月例行抄录断路器动作次数时发现5013断路器汇控柜内分合闸计数器动作次数A相为62次,B相为63次,C相为112次,C相动作次数较A、B两相明显偏多,且在某月断路器没有分合闸操作时计数依然上升。对该计数器进行红外测温,C相温度为70℃(如图4所示),A、B两相温度都为30℃左右。
2016年5013断路器三相动作次数抄录数据见表1。针对C相动作次数较A、B两相明显偏多问题,经查阅厂家图纸及现场勘查发现以下问题。
(1)该间隔厂家图纸标注错误。排查端子排进出线并与相邻5012断路器间隔计数器回路图纸及接线比对,同时求证厂家设计人员后,发现该间隔厂家图纸标注错误。A相计数器回路中296端子标注成297、297端子标注成296、B相计数器回路中300端子标注成299,如图5所示。
(2)现场电源接线与图纸不符,从回路电源空开引出的火线和零线接反。断路器电机打压计数回路同断路器操作计数回路并联接线,电路接线如图6所示。正常断路器运行时,若5013断路器电机没有打压,则打压继电器K88常开接点应打开,5013断路器常闭辅助接点CB(A、B、C)应打开。现场用万用表交流档测量打压计数器JSQ上下端头均有220V电压,分合闸计数器JS1、JS2上下端头也有220V电压,J S3 :2有 220V电压,而JS3 : 1端子电压为零。查阅图纸,该回路5013断路器电机打压及分合闸计数器交流电源空开4Q4下端头引出2根线,I,线应接K88C :13端子,N线应接JSQ(C):2端子,而现场实际L线接JSQ(C = 2端子,N线接K88C :13端子。测量电压时,5013断路器电机打压继电器并未励磁且断路器在合位,导致上述端子在电机打压常开辅助接点和断路器常闭辅助接点没有闭合情况下带电,也就是该回路火线和零线接反。
(3) C相分合闸计数器回路中,5013断路器常闭辅助接点CB (C)误闭合或现场接线时接成常开接点。对于JS3 : 2有220V电压,而JS3 :1端子电压为零,怀疑是5013断路器C相常闭辅助接点误闭合或厂家错接常开辅助接点导致回路导通。为验证该猜测,在拉开回路交流电源空开4Q4后,用万用表蜂鸣档测试299、301两端子间导通,297与296、298与300端子不导通,测试结果与之前测出的端子电压吻合。由此验证了5013断路器C相常闭辅助接点误闭合或错接成常开接点,导致回路导通,C相计数器长期带电运行的猜测。