关于一起330kV隔离开关缺陷引起母差告警原因的分析

何建剑

(宁夏电力公司宁东供电公司，宁夏 灵武751408)

0 前言

目前330kV变电站的高压部分一次接线较多的采用3/2接线方式，提高了设备运行的可靠性水平和电网运行方式的灵活性，但设备本身结构的缺陷依然会危害电网的稳定运行，尤其是目前国内对隔离开关运行中的状态好坏没有有效的试验方法，无法提早发现缺陷，造成了隔离开关成为电网运行中薄弱点的情况。

1 事件概况

某330kV变电站330kV I母母差RCS-915E保护装置于2010年11月29日00：23出现母差告警信号，报3311电流互感器断线告警，00：26告警信号复归。00：28又报3311电流互感器断线告警，00：33告警信号复归。经保护技术人员现场检查，电流幅值和相位正常，无端子松动和电流回路开路现象。

2010年12月3日18：09，该变电站330kV I母母差RCS-915E保护装置再次出现3311电流互感器断线告警信号，且无法复归。经检查，3310电流互感器 A相电流为0A。检查第一串3311、3310、3312电流互感器各绕组电流回路接线均正常、无开路现象，由此判断为一次设备出现故障，负荷不平衡导致二次出现不平衡电流，致330kV I母母差RCS-915E保护装置告警。为检查一次设备状况，经拉开33101和33102隔离开关。对隔离开关静触头和动触头进行了外观的检查，发现33101隔离开关动触头右边第二片触指发生略微弯曲现象。经试合3310断路器后，330kV I母母差RCS-915E保护装置再次报3311电流互感器断线告警，3310电流互感器 A相电流为0A。

后将33101触头进行拆卸更换后投入运行，未再出现异常情况。

图1 33101隔离开关A相静触头触指脱落

图2 33101隔离开关A相静触头触指脱落

2 事件原因分析

2.1 西开GW11-363DW1型330kV隔离开关缺陷分析

33112、33101隔离开关静触头A相拆下，将防雨罩卸下后发现，两只弹簧卡销已烧断，触指自动掉落，该静触头为内拉弹簧式，触指之间已完全没有压力，如下图1、图2所示。

其中两片触指可明显见到过热及烧蚀痕迹，防雨罩也有烧损痕迹，如图3、图4所示。

图3 触指可见过热及烧蚀痕迹

图4 防雨罩有灼烧痕迹

经检查隔离开关触头，判断造成触指烧蚀的原因为隔离开关静触头设计不合理。33101隔离开关是西安西电高压开关有限公司生产，型号：GW11-363DW1，于2005年11月投入运行。设备存在缺陷为：一是隔离开关静触头与隔离开关导电板由内拉式弹簧提供拉力紧密接触，在合隔离开关时会出现动触头插入静触头时不正从而将静触头触指顶偏的情况，导致触指与隔离开关导电板接触电阻不平衡，电流不通过主导电板流通而流过触指弹簧，从而会造成弹簧或者弹簧卡销长期发热烧断，隔离开关动、静触头接触不良，；二是静触头主导电板在开关分合闸过程中会产生缝隙，可能造成某些灰尘、鸟毛或异物进入触指与主导电板之间，从而造成接触电阻增大并长期发热，最终导致接触回路出现问题。

2.2 保护告警原因分析

正常运行时330kV第一串负荷流向如下图5所示，I线为电源进线，1号主变带负荷105A，第一串向330kV I母送出负荷约115A，向330kV II母送出负荷约220A：

因33101A相隔离开关触头接触不良，一次电流不导通时的负荷流向如下图6所示，由于系统负荷未发生变化，第一串总流出电流约335A，在33101A相不导通电流时，1号主变的负荷由3311A相断路器提供 (如上图示)，3311B相、C相负荷电流不变。为达到负荷平衡，3312A相向II母提供负荷电流440A。

图5 正常运行时330kV第一串负荷流向

图6 33101A相隔离开关触头接触不良330kV第一串负荷流向

告警前后向量图对比分析如下图7所示：

可以看出，异常时3311会产生很大的零序电流分量，各间隔电流互感器变比为1250/1，得出3311零序电流大小为0.243A，3310零序电流大小0.305A，3312零序电流大小为0.047A。

1）330kV I母RCS-915E保护装置告警原因：

该站330kV RCS-915E母差保护装置版本为3.00，控制字“TA断线不平衡判据”投入，满足不平衡条件时，报“TA断线”。判据之一为任一支路3I0＞0.25I*max+0.04In（其中I*max—最大相电流幅值，In—二次额定电流），装置发“支路TA断线”告警。

3311间隔3I0=0.243＞0.084A，满足TA异常断线报警条件，所以I母RCS-915E母差保护报“3311支路TA断线”告警，闭锁母差保护。3312间隔3I0=0.047<0.128，不满足TA异常报警条件，II母保护不告警正确。

2）330kV I母BP-2B保护装置未告警原因：

330kV BP-2B母差保护的“TA断线”仅由差动电流大于“TA断线差电流”整定值判别，由于现场实际的一次负荷平衡，母差保护差流为零，因此BP-2B保护装置无任何告警信息正确。

综上所述，徐家庄330kVI母RCS-915E母差保护告警信息正确，I母BP-2B无告警信息正确，II母两套母差保护不告警正确。

3 改进预控措施

（1）鉴于西开GW11-363DW1类型隔离开关触头设计不合理，提出以下改进建议：1）将静触指与隔离开关导电板间加装铜导电带，保证其可靠联结；2）隔离开关静触头里内拉簧改为外拉簧，确保拉簧可靠联结。后续将结合停电机会对的同类型隔离开关触头进行更换。

（2）针对3/2接线方式加强电流的监视力度，尤其注意一组隔离开关接触不良不会导致发热而会导致电流不平衡的现象密切注意三相电流的变化情况。

4 结束语

西开GW11-363DW1型隔离开关在西北地区330kV变电站中使用较为普遍，其设计上存在的缺陷在运行多年后会逐渐暴露，从而影响设备的可靠运行，在上述发生母差告警的变电站中已发生过5起同批次隔离开关接触不良引起的保护装置告警或者隔离开关触头发热的情况。并且因为330kV设备采用3/2接线方式，边开关间隔导电不良会由中开关导通电流向线路送电，故此接触不良隔离开关上无电流通过，没有发热现象，通过红外测温等手段无法有效检测，而在隔离开关合上的情况下也无法发现此情况，故对设备的运行形成了较大的隐患。希望通过此文引起电网运行人员对隔离开关构造学习和运行监视的重视，避免故障的发生。