FCX12HP分相操作箱防跳继电器烧毁事故原因分析

1、FCX-12HP分相操作箱防跳继电器烧毁事故原因分析王天锷1刘畅1刘立平1(1湖南送变电建设公司调试所，湖南长沙410017)摘要：本文详细分析了一起由于断路器二次辅助节点不切换导致微机保护装置中防跳继电器和断路器合位信号继电器烧毁的事故。通过分析可以发现SF6断路器辅助触头不切换不仅会导致断路器拒动和烧毁跳闸线圈，还会引起二次回路其它元件的损坏。而且如果是第二路防跳继电器先烧毁而信号继电器和跳闸线圈没有被烧毁，则故障现象不明显会使得调试人员或运行检修人员很难及时发现问题设备而导致设备“带病运行”。因此，如果在新建变电站的整组试验过程或运行站的运行过程中，发现因断路器辅助触头不切换而导致断路器

2、拒动或跳闸线圈烧毁时，调试人员或工作人员必须对该断路器的跳闸回路进行全面的检查，而不仅仅只检查断路器本身或更换跳闸线圈。关键词：辅助触头、切换、防跳继电器、操作回路中图分类号：TM774 文献标识码：B 文章编号：The Analysis of a Burning Accident of an Anti-pump Relay in FCX-12HP Operated in Single PhaseTianE Wang1 Chang Liu1 Liping Liu1 (1. The Commission Institute in Hunan Electric Power Transmission

3、 and Substation Construction Company，Hunan Changsha 410017)abstract: This paper analyze the cause that an anti-pump relay and signal relay in the protection equipment are burned due to the SF6 circle breakers auxiliary contact not switching. As we can see if the circle breakers auxiliary contact not

4、 switching, not only the circle breaker will be failure to operate, but also the component in the secondary circle will be burned. Moreover, it is not easy to find out the burned components if the anti-pump relay burned firstly and the signal relay , circle breaker can still work, because in this si

5、tuation, the phenomenon of the burning accident is not evident, especially if the relay is burned after commission testing. When the burned components not be find out in time, it result in the equipment operating with the defects. Therefore, if the circle breakers auxiliary contact not switching dur

6、ing the commission testing or operating, the related secondary circle must be checked in detail but not only checking the circle breaker itself.Key words: auxiliary contact, switching, anti-pump relay, operator circle0 引言220kV线路保护在整个电网系统中的作用相当重要，它的可靠与否直接影响系统的稳定和电能的输送质量1。目前，220kV线路保护以微机保护装置为主，因此其可靠性已

7、相当高，但由于某些回路需要与其它外部回路连接，特别像跳合闸（断路器跳、合位监视）等回路不仅电缆长，同时还与断路器的辅助节点关联，则如辅助节点不切换、电缆受潮或被损坏等因素均有可能导致220kV线路保护在实际运行中可靠性性降低，甚至烧毁保护装置中的元件，更重要的是如果是由外部回路导致保护装置元件的损坏有时候很难被及时发现而“带病运行”，这对新建变电站的调试而言可能会误导调试人员的判断，甚至不能及时发现问题设备。对运行变电站则可能会导致保护的拒动或误动，同时也会使检修人员的工作出现偏差。本文针对实际工作中的问题进行了详细的分析，并提出了相应的建议，希望能为调试工作者和运行检修人员在遇到类似情况时提

8、供有用的帮助。本文由以下几部分构成：0，引言；1，事故经过；2，事故原因分析；3，事故总结。1 事故经过某变电站将于第二天送电，但在与地调监控中心进行联调时突然发现母联充电保护装置操作箱FCX-12HP的第二路跳闸相的跳位灯不亮，在进行充电保护跳闸试验时发现SF6断路器A相连续跳合跳，即无法利用保护测控装置的操作箱实现防跳功能。之后，调试人员与保护装置厂家发现保护装置的跳闸插件中的第2路跳闸信号继电器2TXJa和第2路防跳继电器2TBJa已被烧坏。当时现场调试人员和厂家怀疑是二次回路可能出现了错误，但经过仔细复审设计图纸和二次接线均没有发现任何问题。同时，调试人员发现被烧毁的继电器表面没有发热

9、的现象，而且操作箱内没有任何物体被烧的化学气味，因此初步确定两个继电器可能是在以前就被烧毁。根据调试人员现场回忆，在近一个月以前，该母联断路器的A相的跳闸I和跳闸II线圈由于断路器辅助节点不切换而烧毁。结合现场情况及仔细分析图纸，我们确定正是由于这次辅助节点不切换导致了2TXJ和2TBJ两个继电器的烧毁。2 事故原因分析为了便于分析，我们给出该保护装置操作箱中A相第二组跳闸回路图图1. A相第二组跳闸回路图Figure 1. Phase As second trip circle图(1)中的元件如下：2TXJa ：第2路跳闸信号继电器；2TBJa：第2路防跳继电器；R2HWJa：合后回路限流电

10、阻；2HWJa：合后继电器；STJ：手跳继电器辅助节点；2TJR：不起动重合闸跳闸继电器辅助节点；2TJQ：起动重合闸跳闸继电器辅助节点；Q：断路器辅助触点；TQ：断路器跳闸2线圈；当断路器在合位时断路器辅助触点Q在合位，此时只要手跳继电器STJ或保护跳闸继电器2TJR(2TJQ)动作或外部跳闸有开入，电流型防跳继电器2TBJa就会被启动，由于保护跳闸信号很快，通常是瞬动触点2，手跳继电器与操作人员手动操作跳闸有关，一般也很短，因此为了可靠跳开断路器，2TBJa的电流线圈被励磁后通过其辅助触点2TBJa保持到断路器辅助触点Q打开，按电力系统继电保护的反事故措施和有关规定3，操作箱的TBJ 和H

11、BJ电流型继电器启动电流值小于断路器操作电流的50%，所以现场操作箱的TBJ 和HBJ电流型继电器启动电流值是断路器操作电流的45%左右4。根据现场跳闸跳闸线圈电阻及操作电压可以算出操作电流为2.82A，断路器跳闸回路是一个RL回路其等效电路图如图(2a)所示：图2a RL等效电路图Figure 2a RL equivalent circuit因此当回路接通后，流过跳闸回路的电流不会马上达到2.82A，而是逐渐上升，因此当电流为2.82×45%1.26A时，2TBJa就会被启动。从时间上分析，如图2b（继电器动作电流曲线）所示。图2b 继电器动作电流曲线Figure 2b the a

12、ctuating curve of relay2TBJa在t1时刻被启动，之后t时间也即跳闸回路导通时间的长短将由断路器辅助触点Q动作的时间决定，在这段时间内跳闸信号继电器2TXJa和防跳继电器2TBJa将承受跳闸电流，正常情况下断路器辅助触点切换时间与主触点跳闸时间接近或更快，因此跳闸电流存在的时间很短2。从上面的分析可以看出当断路器辅助触点Q不切换会导致跳闸回路长时间承受额定的跳闸操作电流，使得继电器2TBJa的励磁绕组发热，引起绕组间的绝缘老化最后导致线圈匝间短路，将2TBJa先被烧毁，而烧毁的继电器很可使得整个回路的电阻进一步下降，导致信号继电器2TXJa继电器烧毁，最后导致跳闸线圈也

13、被烧毁。为了更好的分析事故原因，可以将断路器辅助触点Q不切换可分为两种情况：(1) 延时切换；(2) 不切换。对于延时切换，按照2006版电气装置安装工程电气设备交接试验标准，测量断路器主、辅触头三相及同相各断口分、合闸的同期性及配合时间，应符合产品技术条件的规定5。但由于辅助触点的切换装置通常是由机械装置完成，对于油压机构的断路器，是由油压顶杆的推力来实现辅助触点的转换，因此，即便在测试合格后仍然可能由于某些质量问题或螺丝松动影响主、辅触头的配合时间，导致断路器辅助触点Q延时切换。从图2b可以看出2TXJa和2TBJa承受跳闸电流的额定时间为T=t1+t，当延时切换时，T= t1+t+t1，

14、t1为延时切换增加的时间。在t1的时间段内，跳闸回路的电流为稳态电流即2.83A，2TBJa的励磁线圈在这个电流作用下会导致绕组发热，绕组间还不会直接短路但绝缘材质可能受到一定的影响，在调试过程中，特别是做整组时，会在短的时间内多次操作短路器，因此我们可以将延时切换增加的时间近似等于nt1,n为短时间内操作断路器的次数，按照绝缘介质中的老化累积效应6，2TBJa的励磁线圈的绝缘很可能会被破坏导致继电器烧毁。对于辅助触点Q不切换，则一旦跳闸回路导通后，2TXJa和2TBJa及跳闸线圈将会一直承受跳闸电流直到元件被烧毁，烧毁所需的时间根据不同设备的技术要求而不尽相同。两种形式的不切换导致的故障现象

15、也会不同。对于延时切换，当2TBJa被烧毁后，信号继电器2TXJa和跳闸线圈可能还没有烧毁，那么如果第一路跳闸回路的防跳继电器1TBJa没有被烧毁，且调试人员已完成了整组试验的情况下，将很难发现问题。而一旦当断路器跳闸线圈烧毁后，工作人员只会更换跳闸线圈（因为整组试验没有发现任何回路问题），这样就使得隐蔽的问题没有被及时发现，导致装置“带病运行”，这将给之后的送电或运行带来严重的后果。而对于不切换导致继电器和跳闸线圈烧毁，因为2TXJa和2TBJa及跳闸线圈会同时烧毁，而且后台监控也会有断路器器位置不一致信号，同时由于信号继电器被烧毁，其对应的信号也将给工作人员提供很多有用的信息，这些信息有利

16、于问题的查找和排除。3 事故总结通过上面的分析，我们清楚了母联断路器保护装置的A相跳闸插件中的第2路跳闸信号继电器2TXJa和第2路防跳继电器2TBJa烧坏的原因，同时也清楚了为什么在断路器跳闸线圈烧毁时没有及时发现2TXJa和2TBJa被烧毁的原因。这次事故最值得调试和运行人员吸取教训有两点：(1) 当断路器的跳闸线圈被烧毁后，调试人员或运行检修人员必须彻底排除被烧毁元件所在电气回路上其它的元件，不能留下任何隐患投入运行。在更换完跳闸线圈后，现场调试人员必须利用整组试验检验合闸回路、跳闸1回路、跳闸2回路、及防跳回路是否完善。(2) 对于新投运的SF6断路器，测量断路器主、辅触头三相及同相各断口分、合闸的同期性及配合时间是否符合产品技术条件的规定是非常必要的。参考文献：1 孟新最新变电站(所)综合自动化现场技术及运行维护事故分析处理实用手册电力科学出版社20072 ZFZ-