唐志劍

（國網湖南省電力公司檢修公司 湖南長沙 410000）

500kV SF6斷路器二次回路障礙引起的分合閘不同期現象

唐志劍

（國網湖南省電力公司檢修公司 湖南長沙 410000）

本文針對瑞典ABB公司所產HPL550B2型500kV SF6斷路器，分析了引起斷路器分、合閘同期性超標的主要原因，結合現場試驗，找到解決導致試驗數據超標問題的關鍵點，為今后同類型斷路器調試工作提供指導。

西門子；斷路器；同期性；K9節點；短路

1 引言

在電力系統中，SF6斷路器是電力系統繼電保護的終端設備，其可靠性直接關系到電力系統的可靠運行，在例行試驗中需經常檢查、調試和維護。其中斷路器機械特性的測試是斷路器最重要的例行試驗項目。

2 斷路器分、合閘同期性測試的意義

斷路器分、合閘同期性是指分閘或合閘時三相不同期的程度，要求不同期程度越小越好，斷路器分、合閘嚴重不同期，將造成線路或用電設備的非全相接入或切除。系統在短時間內處于非全相運行狀態，由于中性點電壓漂移，產生零序電流，將降低保護的靈敏度；中性點可能產生過電壓，引起中性點避雷器爆炸。此外，斷路器分閘不同期，將延長斷路器燃弧時間，使滅弧室壓力增高，加重斷路器負擔，可能產生危及設備絕緣的過電壓，對斷路器的觸頭也會帶來損傷，并造成發電機、變壓器同期并列運行不良。因此，在交接和例行試驗時，必須對斷路器進行三相分、合閘同期性試驗。

3 SF6斷路器試驗的方法

進行SF6斷路器的機械特性同期性試驗必須將測試設備的分合閘控制線接如斷路器控制回路，斷路器的二次回路中連有輔助觸點接觸器，接觸器的作用和原理是：當接觸器線圈通電后，線圈電流會產生磁場，產生的磁場使靜鐵心產生電磁吸力吸引動鐵心，并帶動交流接觸器點動作，常閉觸點斷開，常開觸點閉合，兩者是聯動的。當線圈斷電時，電磁吸力消失，銜鐵在釋放彈簧的作用下釋放，使觸點復原，常開觸點斷開，常閉觸點閉合，它的主要附件為輔助觸點。

進行輔助觸點操作過程中使得接觸器可以實現遠方控制，同時為線路短路繼電保護用。在斷路器的二次回路控制中，接觸器可以實現低電壓小電流控制高電壓大電流，還可以實現控制回路與主回路的隔離。

4 現場測試

2013年3月，試驗人員在廣東鵝城±500kV換流變電站500kV交流場地，進行了5611、5612、5613、5614斷路器的機械特性的測量工作，為ABB生產的斷路器型號為HPL550B2、額定電流：4000A、額定電壓：550kV、額定頻率：50Hz、生產廠家：瑞典ABB公司2002年生產。控制回路電壓為直流110V。

斷路器機構為全彈簧斷路器、全彈簧SF6斷路器的滅弧原理是利用開斷短路電流時的電弧使SF6氣體熱膨脹的能量進行吹弧，其分閘操作功約為壓氣式結構斷路器的25倍左右，因此斷路器配用了全彈簧操作機構。全彈簧操作機構具有結構簡單、傳動可靠、機械壽命長等特點，同時避免了氣動、液壓機構存在的漏氣、漏油等潛在缺點，是電力系統在高電壓領域常采用的方式。

5 現場試驗數據

試驗人員首先對5611斷路器進行了分、合閘試驗，測試數據如表1。

試驗人員發現5611斷路器存在分、合閘不同期現象，經過反復測試，并對多次的合、分閘數據進行了分析，發現合閘相間同期差總在9.1～ 10.1ms之間，標準差為5ms，超標4～5ms、分閘相間同期差總在5.2～5.4ms之間，標準差為3ms，超標2.2～2.3ms，導致三相不同期的原因為A相斷路器速度過慢。

表1

6 現場數據分析

根據歷史經驗，斷路器機械部分和電氣兩方面進行故障查找：

（1）電氣方面的故障主要有操作回路的故障；二次回路絕緣不良；轉換接點接觸不良，壓力不夠變位等使分合閘回路不通；斷路器密度繼電器閉鎖操作回路等；

（2）而機械部分故障主要是斷路器操作機構失靈。傳動部分故障和斷路器本體的故障。其中操作機構方面主要機構脫扣，鐵芯卡死等。

（3）斷路器分合閘不同期可能是彈簧未儲能或未儲足，彈簧儲能鎖扣不可靠等故障。斷路器傳動部分的故障主要有系統所用元件的材料性能不好；電磁操作閥針桿生銹、卡死，行程不夠、偏卡；傳動機構連接部分脫銷，連接松動等。三相共用一個操作機構的斷路器，油、氣管配置不恰當，也會引起斷路器不同期超標現象。

（4）斷路器分合閘不同期超行程和拉桿卡澀等引起的現象。

（5）斷路器分合閘不同期可能液壓操作機構油路管道中存在氣泡、液壓機構壓力低于規定值，導致分合閘閉鎖，但是這臺500kV SF6斷路器無油路管道。所以試驗人員排除了液壓操作機構油路管道中的問題。

試驗人員根據以往的經驗初步判斷為機械部分故障：主要是A相斷路器彈簧機疲勞所致。導致彈簧壓力不夠，A相速度過慢，若進行彈簧的調整及機構故障回路的查找，要廠家人員進行配合且檢修工期緊張，不具備操作條件。

7 現場測試結果

測試人員查看二次圖紙：斷路器如果進行合閘操作必須將輔助觸點+K9及+K11的按鈕按住才能進行合閘操作。

圖1 斷路器二次圖紙中合閘回路

圖2 斷路器二次圖紙中分閘回路

斷路器進行分閘操作必須將+K9及+K10的按住才能進行分閘操作。

圖3 斷路器輔助觸點人工按鈕操作圖

圖4 斷路器輔助觸點人工按鈕操作圖

圖5 斷路器接觸器輔助觸點圖

圖6 斷路器輔助觸點+K9觸點人工短路圖

試驗人員反復進行了調整和引線的接觸面，排除了一次測試線接觸方面的影響，5611 SF6斷路器三相不同期現象仍然存在（如圖7）。

試驗人員認真核對二次回路，發現分、合閘操作都通過輔助觸點+K9按鈕按住才能進行操作。將輔助觸點+K9短接后，測試數據如表2。

8 結果分析

（1）測試數據如上：經過測試發現5611A相SF6斷路器的合閘時間快了7～8ms，相間同期在合格范圍內≤5ms，A相SF6斷路器的分閘時間快了4～5ms，相間同期在合格范圍內≤3ms，數據為合格。為什么將A相 SF6斷路器的輔助觸點+K9進行短路后，相間同期是合格的，我們仔細進行了觀察，發現+K9的接觸器按紐是接觸不好、內部觸點松動甚至接觸不到位。

圖7 斷路器二次接線原理圖

表2

（2）試驗人員認真分析了斷路器的機構：全彈簧機構、全彈簧SF6斷路器進行分、合閘操作時因為彈簧儲能到位、震動力量大、嘈聲大引起接觸器的部分缺陷、還是+K9接觸器出廠時工藝方面的缺陷引起的相間同期不合格。

（3）試驗人員發現+K9觸點松動、必須將+K9觸點短接后進行測試工作方可出現合閘和分閘相間同期合格的現象。

9 結論

如果出現接觸器方面的問題，請運行人員及時對有問題的接觸器進行維修和更換，以避免斷路器合、分閘時二次回路引起的危及設備絕緣的過電壓。

[1]許穎，徐士行.過電壓護及絕緣配合.中國電力出版社，2006，9.

[2]王世閣.國產500kV輸變電設備運行及事故分析.中國電力出版社，2006，9.

[3]陳家斌.怎樣處理電氣設備運行中的異常.中國電力出版社，2005，7.

[4]中華人民共和國電力行業標準.交流電氣裝置的過電壓保護和絕緣配合.

TM561.3

A

1004-7344（2016）15-0089-02

2016-4-21

唐志劍（1979-），男，技師，本科，主要從事高壓試驗等工作。