西安西開750kV LW13-800型罐式斷路器儲(chǔ)能航空插頭電纜回路異常的原因分析及防范、整改措施

馮莉芳

新寧夏電力公司超高壓分公司，寧夏銀川 750011

西安西開750kV LW13-800型罐式斷路器儲(chǔ)能航空插頭電纜回路異常的原因分析及防范、整改措施

馮莉芳

新寧夏電力公司超高壓分公司，寧夏銀川 750011

針對(duì)西安西開750kV LW13-800型罐式斷路器在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，出現(xiàn)的因地基下陷造成航空插頭端子被拉斷，造成斷路器無(wú)法進(jìn)行正常儲(chǔ)能的異常現(xiàn)象進(jìn)行分析，指出了其儲(chǔ)能航空插頭電纜回路存在的缺陷，并提出了有效的防范措施及整改意見(jiàn)。整改后的斷路器儲(chǔ)能航空插頭電纜回路解決了上述問(wèn)題，并且能保證儲(chǔ)能航空插頭電纜回路的正常運(yùn)行，從而保證斷路器的正常儲(chǔ)能。

斷路器；航空插頭；電纜回路；異常分析

引言

輕750kV變電站是寧夏電網(wǎng)投資建設(shè)的新一級(jí)電壓等級(jí)的變電站，它的建成加強(qiáng)了西北750kV電網(wǎng)間的聯(lián)絡(luò)，優(yōu)化了寧夏現(xiàn)有電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，大大提高了寧夏電網(wǎng)與西北功率交換能力，加快了自治區(qū)能源優(yōu)勢(shì)轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)的步伐。

黃河750kV變電站于2009年初投入運(yùn)行，是聯(lián)結(jié)西北750kV超高壓電網(wǎng)的樞紐變電工程。其一期建成投運(yùn)的750kV斷路器均采用西安西開高壓電氣股份有限公司（以下簡(jiǎn)稱西安西開）生產(chǎn)的750kV LW13-800型罐式斷路器。由于750kV LW13-800型罐式斷路器為西安西開自主研發(fā)，而且為國(guó)內(nèi)首次研發(fā)，其安全性能和可靠運(yùn)行水平均還有待考驗(yàn)。自750kV銀川東、賀蘭山、黃河變電站投運(yùn)以來(lái)此型號(hào)的斷路器在各個(gè)變電站均有應(yīng)用，其運(yùn)行情況不容樂(lè)觀。除在試投運(yùn)過(guò)程中發(fā)生過(guò)斷路器爆炸外，其絕緣拉桿、斷路器儲(chǔ)能航空插頭電纜回路等也出現(xiàn)了嚴(yán)重問(wèn)題。

黃河750kV變電站采用的西安西開750kV LW13-800罐式斷路器為戶外三極超高壓交流六氟化硫斷路器。其滅弧室為雙斷口結(jié)構(gòu)，在滅弧室中充有0.60MPa具備優(yōu)良滅弧和絕緣性能的SF6氣體，在斷路器分閘時(shí)，通過(guò)氣缸內(nèi)產(chǎn)生的高壓氣流熄滅電弧。配用CYA8液壓彈簧操縱機(jī)構(gòu)，可進(jìn)行單極操作或由電氣實(shí)現(xiàn)三級(jí)聯(lián)動(dòng)操作。每極由滅弧室，充氣套管，液壓操作機(jī)構(gòu)組成。三極電氣控制部分集中于匯控柜內(nèi)，SF6氣體密度繼電器置于斷路器罐體上，其控制及監(jiān)視接點(diǎn)通過(guò)電纜引入?yún)R控柜中。750kV LW13-800罐式斷路器配用的CYA8液壓彈簧操縱機(jī)構(gòu)其額定操作壓力為58 MPa±3.0MPa、彈簧壓縮量92mm±1.0mm；油泵電機(jī)啟動(dòng)壓力57±3.0MPa、彈簧壓縮量90±1.0mm；油泵電機(jī)停止壓力58±3.0MPa、彈簧壓縮量92mm±1.0mm；斷路器重合閘閉鎖壓力56 MPa±3.0MPa、彈簧壓縮量88±1.0mm；斷路器合閘閉鎖壓力47.5MPa±3.0MPa、彈簧壓縮量50±1.0mm；斷路器分閘閉鎖壓力45 MPa±3.0MPa、彈簧壓縮量40mm±1.0mm。在正常情況下遇天氣晝夜氣溫偏差較大或進(jìn)行倒閘操作等原因時(shí)，其限位開關(guān)33hb閉合，接觸器88M得電接通電機(jī)回路，對(duì)彈簧進(jìn)行儲(chǔ)能；儲(chǔ)能到位后，控制凸輪使限位開關(guān)33hb切斷電機(jī)回路。因此斷路器儲(chǔ)能回路能否正常儲(chǔ)能對(duì)斷路器的安全穩(wěn)定運(yùn)行有著重要的作用和意義。

1750kV LW13-800型罐式斷路器儲(chǔ)能回路異常現(xiàn)象

黃河750kV變電站7562（ LW13-800型罐式斷路器）斷路器在運(yùn)行過(guò)程中，由于連續(xù)陰雨天氣，變電站內(nèi)地面出現(xiàn)多處塌陷情況，7562斷路器B相機(jī)構(gòu)箱處即是地面塌陷的其中一處（見(jiàn)圖1）。在地基下陷處7562斷路器B相儲(chǔ)能回路電纜即埋于此，在外力作用下與電纜連接的儲(chǔ)能航空插頭接線端子被拉斷，致使7562斷路器B相儲(chǔ)能電機(jī)失去電源。因黃河750kV變電站所處之地晝夜溫差較大且沙塵天氣較多，在各種原因的影響下斷路器壓力容易出現(xiàn)降低的現(xiàn)象，而在斷路器液壓彈簧機(jī)構(gòu)壓力降低到油泵電機(jī)啟動(dòng)壓力57±3.0MPa、彈簧壓縮量90±1.0mm時(shí)，電機(jī)無(wú)法正常啟動(dòng)進(jìn)行儲(chǔ)能。

圖1

圖2

2750kV LW13-800型罐式斷路器儲(chǔ)能回路異常情況的分析

750kV LW13-800型罐式斷路器儲(chǔ)能航空插頭電纜回路的電纜，從電纜溝引出后未設(shè)立供電纜上下活動(dòng)的牢固專用空間，而是通過(guò)植埋于地下的方式接入斷路器機(jī)構(gòu)箱內(nèi)的儲(chǔ)能航空插頭上。黃河變電站的土質(zhì)屬于沙土，其沙土的密實(shí)度系數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到0.93-0.94的標(biāo)準(zhǔn)要求，因此在遇雨水沖灌后，地面的密實(shí)度耐不住壓力而塌陷時(shí)，斷路器儲(chǔ)能航空插頭回路的電纜隨地面一起下沉，與此同時(shí)電纜的余度是有限的，在沒(méi)有設(shè)立供電纜上下活動(dòng)的牢固專用空間時(shí)，使得與其連接的航空插頭接線端子被施以外力而拉斷（見(jiàn)圖2），造成斷路器儲(chǔ)能回路電源失電，無(wú)法對(duì)斷路器進(jìn)行正常儲(chǔ)能。對(duì)斷路器的安全穩(wěn)定運(yùn)行造成了嚴(yán)重的威脅，如果不能及時(shí)給斷路器的電機(jī)給予外來(lái)電源的援助，將造成750kV斷路器被迫停止運(yùn)行的嚴(yán)重非計(jì)劃停運(yùn)事件。

3 防范及整改措施

從以上分析可以看出，由于西安西開750kV LW13-800型罐式斷路器儲(chǔ)能航空插頭電纜回路所存在的缺陷，在斷路器液壓機(jī)構(gòu)壓力因某種原因降低需要正常打壓時(shí)，將出現(xiàn)斷路器儲(chǔ)能電機(jī)因失去工作電源而無(wú)法正常打壓的異常現(xiàn)象，這是現(xiàn)場(chǎng)人員所不愿意看到的，也是斷路器正常運(yùn)行時(shí)所不允許的。本文針對(duì)該問(wèn)題提出防范措施和解決該問(wèn)題的方法。

1）防范措施

嚴(yán)把現(xiàn)場(chǎng)土建工程質(zhì)量關(guān)和土建驗(yàn)收工作關(guān)。根據(jù)回填土分素土、三合土、砂、沙石等等種類的劃分，土建施工單位經(jīng)土質(zhì)勘測(cè)后得出結(jié)論，按照專項(xiàng)論證的檢驗(yàn)方案抽樣檢測(cè)。變電站監(jiān)理方和現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行人員在進(jìn)行土建驗(yàn)收時(shí)可以以一種簡(jiǎn)易土壤相對(duì)密實(shí)度測(cè)定方法進(jìn)行驗(yàn)收，由于孔隙比的測(cè)定較繁復(fù)而在建筑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中又經(jīng)常要在現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定沙土的密實(shí)度，所以在國(guó)標(biāo)5建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范6中規(guī)定沙土的密實(shí)度可以用/標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)錘擊數(shù)0來(lái)確定。入土層 錘擊數(shù)N

2）改進(jìn)措施

將航空插頭儲(chǔ)能回路電纜從電纜溝引出后，為其建立一條寬10厘米高20厘米的可供電纜上下活動(dòng)的牢固專用空間。先將電纜周圍的地坪挖開，其深度與電纜溝深度齊平即可，然后用磚砌成一條寬10厘米高20厘米的電纜通道，并將電纜通道四周用水泥加以固定，使其為電纜構(gòu)筑一條牢固的安全通道。其電纜安全通道的高度也可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)土質(zhì)的密實(shí)度，經(jīng)計(jì)算后適當(dāng)?shù)募痈摺＿@樣就能保證750kV LW13-800型罐式斷路器儲(chǔ)能航空插頭電纜回路能正常的供給儲(chǔ)能電機(jī)電源，保證斷路器的正常儲(chǔ)能。

3）小結(jié)

斷路器儲(chǔ)能回路能否正常儲(chǔ)能對(duì)斷路器的安全穩(wěn)定運(yùn)行有著重要的作用和意義。斷路器儲(chǔ)能回路是斷路器的重要組成部分，本文針對(duì)如圖4所示，由于將主變壓器冷卻器自動(dòng)投入繼電器K1的常閉接點(diǎn)串入全停延時(shí)跳閘回路里面，當(dāng)正常停運(yùn)主變壓器時(shí)，三側(cè)斷路器都斷開的情況下，圖4中7522、7520、3370、3371斷路器常閉輔助接點(diǎn)將閉合，使冷卻器自動(dòng)投入繼電器K1勵(lì)磁，其常閉接點(diǎn)切斷冷卻器全停延時(shí)跳閘回路，不會(huì)再去啟動(dòng)變壓器RCS--974非電量保護(hù)裝置的延時(shí)跳閘回路。而在主變壓器正常運(yùn)行的情況下，由于三側(cè)斷路器至少有一臺(tái)在合，則7522、7520、3370、3371斷路器常閉輔助接點(diǎn)至少有一對(duì)接點(diǎn)打開，風(fēng)冷全停保護(hù)仍可以正確動(dòng)作。

4 結(jié)語(yǔ)

冷卻器全停保護(hù)作為大型變壓器的非電量保護(hù)有著重要的作用和意義，本文針對(duì)黃河750kV變電站7562斷路器（LW13-800型罐式斷路器）2號(hào)主變壓器在運(yùn)行中所存在的冷卻器全停保護(hù)儲(chǔ)能電機(jī)因航空插頭端子被拉斷而失去電源的異常動(dòng)作現(xiàn)象，分析了其產(chǎn)生的原因，并結(jié)合變電站實(shí)際運(yùn)行需要，提出了改進(jìn)改進(jìn)措施。改進(jìn)后的斷路器儲(chǔ)能航空插頭電纜冷卻器全停保護(hù)回路從根本上解決了正常停運(yùn)主變壓器后冷卻器全停保護(hù)斷路器因地基下陷而引起的儲(chǔ)能回路無(wú)法進(jìn)行正常儲(chǔ)能的異常動(dòng)作的問(wèn)題，且不影響變壓器正常運(yùn)行時(shí)冷卻器全停保護(hù)正確動(dòng)作。其對(duì)于提高黃河750kV變電站的安全穩(wěn)定運(yùn)行水平具有一定的實(shí)際意義，并且具有一定的推廣價(jià)值。

[1]重慶ABB西安西開高壓電氣股份有限公司電氣股份有限公司.ODFPS-700000/750LW13-800型變壓器產(chǎn)品說(shuō)明書.

[2]中國(guó)電力出版社.人民共和國(guó)電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)部發(fā)布.電力變壓器運(yùn)行規(guī)程DL/T 572-95.北京發(fā)布,電力建設(shè)施工質(zhì)量驗(yàn)收及評(píng)定規(guī)程第一部分：土建工程,2005年5月20日.

[3]王世閣.國(guó)產(chǎn)500kV輸變電設(shè)備運(yùn)行及事故分析.中國(guó)電力出版社,2006年.

10.3969/j.issn.1001-8972.2012.19.039