關(guān)于淮南田家庵發(fā)電廠220kV開關(guān)站斷路器改造

葛彩俠

摘 要：本文針對淮南田家庵發(fā)電廠在對于電廠系統(tǒng)的220kV開關(guān)站GIS設(shè)備特點(diǎn)詳盡了解的基礎(chǔ)之上，充分分析本系統(tǒng)所應(yīng)用的SF6斷路器技術(shù)性能，探討了電力系統(tǒng)開關(guān)站斷路器改造方案，取得良好的運(yùn)行效果，具有一定的工程實(shí)踐指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞：220kV開關(guān)站；SF6斷路器；GIS設(shè)備

淮南田家庵發(fā)電廠共6臺機(jī)組，六條出線。現(xiàn)1、2、3、4號機(jī)已停役。服役的5、6號機(jī)采用單元化發(fā)電機(jī)—變壓器組合的主接線方式，電氣主接線采用雙母帶旁路接線，5、6號機(jī)組均采用帶廠用電的方式，發(fā)變組出口變壓器為升壓變壓器，經(jīng)發(fā)變組出口開關(guān)送電至220KV母線。隨著科學(xué)的發(fā)展，220kV開關(guān)站技改勢在必行。

1 220kV開關(guān)站GIS設(shè)備特點(diǎn)

淮南田家庵發(fā)電廠采用單元化發(fā)電機(jī)—變壓器組合的主接線方式，電氣主接線運(yùn)用單聯(lián)雙母式接線，電廠內(nèi)GIS開關(guān)站設(shè)置主變進(jìn)線、母線TV、母線聯(lián)絡(luò)以及出線間隔總計(jì)16處，并配置氣室69處，運(yùn)用彈簧合閘、氣動分閘等方式對于斷路器進(jìn)行實(shí)時(shí)響應(yīng)操控，同時(shí)設(shè)置配有空壓機(jī)及附屬管路的空氣壓縮系統(tǒng)與分相斷路器彈簧控制機(jī)構(gòu)相匹配；

基于對電廠內(nèi)220kV開關(guān)站設(shè)備設(shè)計(jì)特性的分析，該開關(guān)站在實(shí)際運(yùn)行中存在著一系列問題，首先是由于設(shè)計(jì)啟停與信號處理共用一路操作電源導(dǎo)致的倒母線操作失靈，無法執(zhí)行正常倒閘操作；其次，由于隔離與接地開關(guān)同時(shí)共用一路操作電源，信號的干擾易引起誤操作事故；另外，站內(nèi)直流系統(tǒng)供電方式采用雙路環(huán)網(wǎng)，易造成事故的影響性傳播，導(dǎo)致直流系統(tǒng)環(huán)網(wǎng)事故。

GIS設(shè)備較于傳統(tǒng)開關(guān)站具有以下優(yōu)勢，因而GIS設(shè)備具有良好發(fā)展前景：

（1）設(shè)備體積小，能大幅度減少土地占用面積，在土地資源日益昂貴的今天，其優(yōu)勢幾乎是不可逆轉(zhuǎn)的；

（2）GIS的導(dǎo)體不外露，整合程度高，電壓等級變化對于運(yùn)行檢修的安全距離相對于敞開的配電設(shè)備具有明顯優(yōu)勢的；

（3）實(shí)際施工過程，GIS設(shè)備安裝簡便，施工效率高等。

2 SF6斷路器技術(shù)性能分析

系統(tǒng)中斷路器的應(yīng)用為立柱結(jié)構(gòu)SF6單斷口形式，ELFSP4-1、LW15-220以及KW5-220G 3種規(guī)格，其技術(shù)參數(shù)見下表所示，

技術(shù)參數(shù) 斷路器型號

ELFSP4-1 LW15-220 KW5-220G

額定電流A 4000 3150 2500

額定電壓kV 220 220 220

最大工作電壓kV 252 252 252

操作機(jī)構(gòu)類型 液壓彈簧 氣壓彈簧 氣壓

操作機(jī)構(gòu)型號 AHMA-4 CQA-1 -

合閘時(shí)間ms <60 <100 <150

全開斷時(shí)間ms <50 <50 -

SF6額定電壓MPa 0.7（abs） 0.6 2.5

預(yù)警壓力MPa 0.62（abs） 0.55（0.33波動） -

2.1 滅弧室

高壓斷路器在分閘時(shí)，由于觸頭從接觸到分開的過程中，兩個(gè)觸頭間的間隙從小到大，在高電壓的作用下，間隙的絕緣介質(zhì)會被電離擊穿，形成電弧，電弧形成后，產(chǎn)生的熱量會進(jìn)一步加劇介質(zhì)電離，擴(kuò)大電弧，使斷路器無法斷開電路，也易造成人員受傷，為了阻止這一過程，在設(shè)計(jì)斷路器的時(shí)候，把兩個(gè)觸頭裝在一個(gè)滅弧室內(nèi)，最大限度地降低分閘時(shí)的電弧，在最短的時(shí)間斷開電路。

2.2 操作機(jī)構(gòu)

對于LW15-220型斷路器所用的CQA-1操作機(jī)構(gòu)，空氣壓縮產(chǎn)生的壓力控制分閘動作進(jìn)行，而在分閘操作過程中利用彈簧儲能來完成合閘操作，結(jié)構(gòu)上分為分閘及合閘兩大系統(tǒng)，構(gòu)造簡單，需定期除污；AHMA-4操作機(jī)構(gòu)儲能機(jī)構(gòu)為蝶型彈簧，利用液壓油的推動作用完成分、合閘動作，結(jié)構(gòu)上具有整體性、封閉性特性。

2.3 SF6氣體密度繼電器

SF6氣體密度繼電器為系統(tǒng)中關(guān)鍵性控制保護(hù)元器件，是帶有溫度補(bǔ)償?shù)膲毫ΡO(jiān)視，通過傳感以及電氣控制兩大部件的連鎖作用實(shí)時(shí)監(jiān)測系統(tǒng)中SF6氣體介質(zhì)的濃度，保障斷路器的絕緣性能，當(dāng)監(jiān)測密度下降時(shí)，產(chǎn)生斷路器閉鎖動作，避免事故的發(fā)生，可有效促進(jìn)系統(tǒng)可靠性、經(jīng)濟(jì)性的提升。

3 開關(guān)站斷路器改造與運(yùn)行效果

淮南田家庵發(fā)電廠對于廠內(nèi)原始的220kV開關(guān)站KW5型斷路器實(shí)現(xiàn)了設(shè)備改造，通過ELFSP4-1、LW15-220以及KW5-220G 3種規(guī)格的斷路器的引入，陸續(xù)提升了站內(nèi)控制技術(shù)水平。

實(shí)際運(yùn)行過程中，新型斷路器具有良好的穩(wěn)定運(yùn)行性能，能夠有效地提升電廠供配電管網(wǎng)的正常運(yùn)行，但由于其自身設(shè)計(jì)的局限性，運(yùn)行中仍暴漏出一定的缺陷：首先是與斷路器配備的空氣壓縮系統(tǒng)中壓縮機(jī)性能問題導(dǎo)致運(yùn)行時(shí)噴油故障，造成系統(tǒng)中設(shè)備油污嚴(yán)重，加重日常維護(hù)負(fù)擔(dān)，且易引發(fā)燒毀事故；其次，在斷路器運(yùn)行過程中，空氣壓縮系統(tǒng)中由于來自空壓機(jī)中的工質(zhì)壓縮后存于儲氣罐，代入大量油等雜質(zhì)，因此增加系統(tǒng)排污工作量；再次，SF6斷路器由于需布置復(fù)雜接頭鏈接氣管，增加了氣體工質(zhì)的泄露機(jī)率，不論是對于系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行以及對于周圍環(huán)境都產(chǎn)生不良影響。上述系統(tǒng)中暴露出的問題是在實(shí)際工程實(shí)踐中存在的，后期的發(fā)展方向是針對存在的問題進(jìn)行系統(tǒng)化分析，通過不斷的實(shí)驗(yàn)測試不斷優(yōu)化淮南田家庵發(fā)電廠220kV開關(guān)站斷路器系統(tǒng)，致力于總體電力供應(yīng)系統(tǒng)性能的提升。

參考文獻(xiàn)

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