高壓斷路器主回路電阻超標(biāo)原因分析及處理

鄭云方

成都供電公司成都客戶服務(wù)中心市場及大客戶服務(wù)部，四川成都 611731

0 引言

電力連接的主要目的在于通過一次設(shè)備和二次保護(hù)設(shè)備的相互配合，確保電力回路中電能輸送分配的安全高效性，這就要求電力一次設(shè)備的金屬與金屬間具有良好的可靠接觸性能。一旦設(shè)備金屬接觸間由于表面平整度不合格、動(dòng)作性能下降等原因?qū)е虏倏夭混`敏時(shí)，就會影響設(shè)備接觸區(qū)域的工況性能，引起接觸電阻、溫度等參數(shù)的增加，給設(shè)備正常高效穩(wěn)定運(yùn)行埋下安全隱患。主回路電阻是影響高壓斷路器安全可靠運(yùn)行的特征參數(shù)之一，合理分析高壓斷路器主回路電阻值超標(biāo)的原因，并采取有針對性的處理措施及時(shí)排除故障，可以確保電力系統(tǒng)安全可靠、節(jié)能經(jīng)濟(jì)的高效穩(wěn)定運(yùn)行。

1 LW29-126/145 型高壓斷路器技術(shù)性能

某220kV 中樞變電站，共設(shè)置三個(gè)電壓等級，分別為10kV、110kV、220kV，其中：110kV 和220kV 采用室外高壓AIS 敞開式設(shè)備；10kV 采用室內(nèi)高壓開關(guān)柜。110kV 選用LW29-126/145 型戶外高壓交流六氟化硫斷路器，實(shí)現(xiàn)對變電站110kV 間隔電氣設(shè)備和線路的控制盒保護(hù)。并配置高性能的彈簧操作機(jī)構(gòu)，具備遠(yuǎn)距離電動(dòng)遙控和就地手動(dòng)操控相搭配的操作模式，完全符合國際IEC56 和國內(nèi)GB1984《高壓交流斷路器》等標(biāo)準(zhǔn)。LW29-126/145 型斷路器的主要技術(shù)性能參數(shù)詳見表1 所示：

表1 LW29-126/145 型高壓斷路器主要技術(shù)性能參數(shù)

2 LW29-126/145 型高壓斷路器現(xiàn)狀運(yùn)行工況

從表1 可以看出，220kV 變電站110kV 側(cè)的LW29-126/145 型高壓斷路器，其額定電壓為126/145kV，額定電流為3150A，而實(shí)際運(yùn)行在額定電壓為110kV 左右（不大于126kV），實(shí)際運(yùn)行電流僅653A 左右，即從實(shí)際運(yùn)行狀況可知220kV 變電站中110kV 側(cè)的高壓斷路器選型配置能夠滿足實(shí)際運(yùn)行需求，其額定電壓、額定電流、開斷電流等特性參數(shù)，能夠滿足實(shí)際運(yùn)行控制、保護(hù)性能需求。220kV 變電站中110kV側(cè)LW29-126/145 型高壓斷路器在帶電運(yùn)行8 個(gè)月內(nèi)，其特性參數(shù)均較為穩(wěn)定，只有回路電阻存在上升趨勢。運(yùn)行到1 年2個(gè)月后，主回路電阻出現(xiàn)明細(xì)超標(biāo)問題，而從實(shí)際監(jiān)盤和超標(biāo)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)果表明，該斷路器平均每月操作次數(shù)低于10 次，總共1 年2 個(gè)月中大約動(dòng)作60 次左右，遠(yuǎn)低于表1 中的機(jī)械動(dòng)作穩(wěn)定性6000 次要求，也就是說該110kV 高壓斷路器從自身機(jī)械動(dòng)作性能方面來看不存在問題。該變電站110kV 側(cè)高壓斷路器主回路超標(biāo)，直接影響到220kV 變電站安全穩(wěn)定運(yùn)行，必須及時(shí)盡早排除故障以恢復(fù)變電站的正常經(jīng)濟(jì)調(diào)控能力。

3 LW29-126/145 型高壓斷路器主回路電阻超標(biāo)原因分析及處理

3.1 斷路器主回路電阻預(yù)試測量數(shù)據(jù)

從監(jiān)表數(shù)據(jù)和抄表統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)發(fā)表110kV 側(cè)高壓斷路器存在主回路超標(biāo)問題，于是組織專家和相關(guān)技術(shù)人員進(jìn)行主回路電阻實(shí)際測量，發(fā)現(xiàn)5 個(gè)110kV 斷路器間隔中的#1、#3 和#4 高壓斷路器存在主回路電阻超標(biāo)問題（表1 中規(guī)定要求主回路電阻值小于100 微歐），#1、#3 和#4 線路側(cè)高壓斷路器主回路電阻的現(xiàn)地實(shí)際測量值詳見表2 所示：

表2 故障處理前110kV 側(cè)高壓斷路器主回路電阻現(xiàn)地測量值

從表2 可知，#1、#3 和#4 間隔線路側(cè)斷路器A 相、B 相、C 相均存在超標(biāo)問題，其中#4 間隔斷路器的B 相超標(biāo)最為嚴(yán)重，主回路電阻達(dá)到251 微歐，超標(biāo)151 微歐，超標(biāo)率達(dá)到151%；同時(shí)該斷路器主回路A、B、C 三相電阻值相差非常大，A、C相間最大差值達(dá)到134 微歐。#1、#3 和#4 間隔線路側(cè)斷路器A 相、B 相、C 相主回路電阻超標(biāo)問題，直接影響到220kV 變電站和區(qū)域電網(wǎng)調(diào)控的安全可靠性和節(jié)能經(jīng)濟(jì)性。

3.2 斷路器主回路電阻超標(biāo)原因分析

為了找出220kV 變電站110kV 側(cè)高壓斷路器主回路超標(biāo)的原因，經(jīng)現(xiàn)場初步查找，發(fā)現(xiàn)斷路器動(dòng)、靜觸頭間存在灼燒問題，初步認(rèn)為是由于接觸電阻不斷增加引起。現(xiàn)場人員結(jié)合現(xiàn)場實(shí)測數(shù)據(jù)，一致認(rèn)為造成變電站110kV 側(cè)壓斷路器主回路超標(biāo)和觸頭燒傷的主要原因?yàn)槭菙嗦菲髯陨碣|(zhì)量問題，即：在動(dòng)作過程中引起動(dòng)、靜觸頭固定連接件發(fā)生松動(dòng)、連接不良等問題。在盡量降低停電影響范圍的基礎(chǔ)上，利用備用斷路器進(jìn)行更換后由廠家將#1、#3 和#4 間隔線路側(cè)斷路器返廠進(jìn)行解體試驗(yàn)。

3.3 斷路器主回路電阻超標(biāo)故障處理

廠家在進(jìn)行解體試驗(yàn)后，論證了現(xiàn)場人員故障的初步判斷，即：110kV 斷路器起主回路電阻超標(biāo)的主要原因是由于動(dòng)、靜觸頭連接件發(fā)生松動(dòng)，引起接觸性能下降，導(dǎo)致主回路電阻超標(biāo)。為了徹底排除主回路超標(biāo)故障，廠商對斷路器動(dòng)、靜觸頭進(jìn)行更換處理，并完成SF6 補(bǔ)氣、微水、檢漏等試驗(yàn)，待所有性能指標(biāo)均滿足要求，重新封裝發(fā)往工地。在三臺斷路器返廠維修后，重新在現(xiàn)場安裝并待所有數(shù)據(jù)指標(biāo)滿足投運(yùn)后，折機(jī)投運(yùn)，并對斷路器運(yùn)行工況進(jìn)行全程監(jiān)測。從運(yùn)行數(shù)據(jù)來看，LW29-126/145 型高壓斷路器在經(jīng)返廠維修后，其主回路電阻測量值均在60～80 微歐左右，能夠滿足低于100 微歐的性能技術(shù)指標(biāo)要求，且在后期運(yùn)行過程中沒有出現(xiàn)斷路器主回路電阻較大波動(dòng)問題，于是認(rèn)定斷路器主回路電阻超標(biāo)故障得到有效處理。

4 結(jié)論

高壓斷路器導(dǎo)電主回路的電阻和導(dǎo)電性能，主要取決于高壓斷路器的動(dòng)、靜觸頭間的接觸電阻。當(dāng)接觸電阻上升其會增加斷路器設(shè)備導(dǎo)體在通電過程中的損耗，使接觸面上的溫度不斷身高，氧化加快，電阻增加，進(jìn)入一個(gè)不斷惡化的循環(huán)。在日常的運(yùn)行維護(hù)過程中，運(yùn)行維護(hù)人員要采取定期與不定期相結(jié)合的動(dòng)態(tài)檢修模式，重點(diǎn)對斷路器動(dòng)、靜觸頭的連接處進(jìn)行紅外測溫，以便及早發(fā)現(xiàn)高壓斷路器主回路電阻中存在的異常問題，爭取設(shè)備檢修維護(hù)的最佳時(shí)間，避免設(shè)備隱患的進(jìn)一步擴(kuò)大，確保電力系統(tǒng)安全可靠、節(jié)能經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)定運(yùn)行。

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