陈豪1 陈杰2
1.国网湖北省电力有限公司直流运检公司 2.国网宜昌供电公司检修分公司变电检修室
摘要：随着电力需求的增长，GIS组合电器凭借着结构紧凑、占地面积小、可靠性高、配置灵活、安装方便、安全性强、适应能力强，维护工作量很小等诸多优点，在变电站中应用日趋广泛。GIS组合电器的安全运行关系着电网和企业的安全生产。相对于敞开式电气设备而言，GIS组合电器设备无法观察刀闸、地刀分合闸的实际具体状态，均通过机械指示、电气指示等其它手段对组合电器的状态进行监视。当GIS设备刀闸、地刀在操作时候拒动，无法从外观直接判断是否为一次设备故障或者二次设备故障，对组合电器刀闸、地刀的故障分析十分必要。
关键词：GIS组合电器；拒动；故障分析
0背景
GIS全称气体绝缘金属封闭开关设备，主要是把母线、断路器、电流互感器、电压互感器、隔离开关、避雷器都组合在一起。它占地面积小，安装方便，可靠性高，安全性强，运行安全可靠，检修周期长，维护工作量很小，是现在变电站采取的主要设备。GIS设备虽然有许多优点，但是其结构复杂、制造工艺精细、质量要求高。现场安装也比较复杂，工序繁多且要求十分精细，稍有不慎就可能会造成安装质量问题，留下运行隐患。一旦发生故障，后果往往很严重，停电范围要比常规设备大，经济损失也比较大，现场检修过程复杂，且受现场条件限制，修复时间一般很长。
1故障情况及分析
某站运维人员在进行GIS组合电器倒闸操作过程中，发现该组合电器的523227接地刀闸远方操作时，控制信号下发后，现场设备无反应。该设备外观正常，SF6压力正常，就地控制保护屏LCP上无任何告警，相关控制电源、电机电源均在合位。
1.1接地刀闸一次回路分析
一次设备刀闸或接地刀闸拒动一般分为一次设备原因和二次回路原因。由于523227接地刀闸为GIS设备，内部传动及操作结构无法直接进行观测。需打开一次设备外壳或用内窥镜对内部结构进行检查。
一次回路分为传动回路和操动回路，传动回路包括储能电机、传动连杆，若储能电机、传动连杆故障，该地刀无法进行操作。操动回路在组合电器内部，若操动回路故障，该地刀也无法进行操作。
1.2接地刀闸控制电源回路分析
试验人员根据以上结果，对断路器进行了进一步检查。(1)检查523227接地刀闸三相引出桩头短接铜牌连接是否可靠。用短接线将523227接地刀闸三相引出桩头短接接地。再进行断路器特性试验，A、C相均有时间数据，B相仍无时间数据。排除了523227接地刀闸B相接地引出头接地不可靠的问题。(2)断开断路器。使用万用表测量断路器通断情况，A、C相处于断开状态，B相处于导通状态。再进行回路电阻测试。经过检查发现，断路器B相在断路器断开状态仍然导通，但回路电阻值明显大于正常合闸值，初步怀疑断路器B相未正常分闸。(3)在汇控柜处就地合闸、分闸断路器后，重复第2步检查，回路电阻值无明显差异。排除用断路器特性测试仪分闸断路器导致的断路器不能正常分闸。(4)拆除523227接地刀闸三相短接接地铜排，重复(1)步和(2)步检查，523227接地刀闸控制电源回路走向如下所示：
（1）远方操作在OWS上点击操作指令；
（2）操作指令送至服务器；
（3）通过CAN总线送至#1继电器室AFT12屏相应的523227接地刀闸的PS850板卡，该PS850板卡的电源即为523227接地刀闸的控制电源，该刀闸控制电源取自#1继电器室EC屏GC3、F11，通过分合板卡内部继电器，对控制电源进行导通送至现场。
该控制回路中任一连接断开，控制电源命令无法送至现场该523227接地刀闸，523227接地刀闸无法进行操作。
如下图1所示：
图1 取自#1继电器室EC屏的523227接地刀闸控制电源
1.3接地刀闸电机电源回路分析
523227接地刀闸电机电源回路走向如下所示：
1、储能电源取自继电器室400V交流配电屏；
2、在LCP就地控制保护屏内将400V交流电源转为直流电源；
对于GIS刀闸、地刀电机电源，由于需要直流电源模式，因此在LCP柜内中安装了一个变压器T1如下图所示，将三相400VAC转换为三相220VAC电压，再经过整流器U01后整流成直流电给刀闸、地刀电机用，如下图所示：
3、刀闸、地刀辅助控制继电器KSM接入刀闸、地刀电机电源回路中，当没有控制命令时，刀闸、地刀电机电源小开关不带电，当控制命令下达后，KSM继电器吸合，回路导通，刀闸、地刀电机电源回路导通才能进行操作。如下图所示：
在正常运行时，523227接地刀闸（Q25)电机电源小开关无电压，当远方操作拉开523227接地刀闸时，控制命令下达时，LCP室内523227接地刀闸合闸继电器吸合，而此时KSM继电器也吸合，523227接地刀闸电机电源此时才能导通。该电机电源回路中任一连接断开，523227接地刀闸无法进行操作。
2.故障原因查找、处理
由于该设备已检修完毕，并且在检修过程中对一次设备进行例行检查，本体及传动机构均良好，试验报告均为合格，一次设备故障可能性较小。并且进行倒闸操作，暂不具备拆开一次外壳进行内部检查，因此可以先对二次回路进行检查，若二次回路检查无异常，再对一次设备检修检查。
（1）对控制回路进行检查，由运维人员再次在远方操作拉开523227接地刀闸，检查AFT12屏柜内相应PS850接点电压量正常，送至LCP室内相应端子排内电压量均正常，进一步检查发现LCP柜内523227接地刀闸分闸继电器吸合，代表控制命令已经送至现场LCP柜，控制电源回路均导通，回路正常。
（2）对地刀电机电源回路进行检查，当没有控制命令时，正常情况下，523227接地刀闸电机电源小开关无电压，因此由运维人员再远方应再次操作拉开523227接地刀闸，控制命令再次下送至LCP室内，此时用万用表测量该电机电源小开关上侧有电压，下侧无电压，说明控制回路导通,辅助继电器KSM继电器吸合，电机电源小开关接触不良，导致电机电源回路无法通道，接地刀闸无反应、拒动，经紧固小开关后，523327接地刀闸拉开正常。
3.总结分析
(1)在进行设备试验时，完全依据试验规程及反措要求，做到无漏项和错项，才能对设备状况有准确地判断。(2)当试验数据异常时，应逐一排除试验接线、试验仪器、试验方法等外部因数对试验数据的影响，发挥主观能动性和技能水平，绝不能武断下结论。(3)GIS设备其结构复杂、制造工艺精细、质量要求高。现场安装也比较复杂，工序繁多且要求十分精细，稍有不慎就可能会造成安装质量问题，留下运行隐患。所以，要严格按照GIS设备的验收规范进行设备验收，及时发现设备安装缺陷。(4)应加强220kV及以上GIS设备的监试工作，必要时对其生产过程监造;在监试工作中，监试人员必须严格按照相关标准和采购协议，严格对试验过程，试验结果进行监督。
4.结论
电气设备操作拒动时应同时对一次回路、二次回路进行检查，一次回路若外观正常、无变形、基本上可以判断为二次回路故障。而且二次回路导通联锁较多、接点复杂，故障率较高，特别对组合电器，一次设备无法进行判断，可优先对二次回路进行检查，特别是控制回路、电机电源小开关优先进行检查，排除端子松动、接触不良等情况，是保证设备安全稳定运行的重要手段。
参考文献:
［1］李建明.高压电气设备试验方法［M］.北京:中国电力出版社;2018,8.
［2］陈天翔.电气试验［M］.北京:中国电力出版社;2016.