220 kV斷路器油泵電動(dòng)機(jī)頻繁啟動(dòng)的原因分析與處理

潘中偉，肖馳夫，劉 斌，蘇 強(qiáng)

（國(guó)網(wǎng)浙江省電力公司檢修分公司，杭州 311232）

220 kV斷路器油泵電動(dòng)機(jī)頻繁啟動(dòng)的原因分析與處理

潘中偉，肖馳夫，劉 斌，蘇 強(qiáng)

（國(guó)網(wǎng)浙江省電力公司檢修分公司，杭州 311232）

針對(duì)220 kV斷路器油泵電動(dòng)機(jī)頻繁啟動(dòng)的問題，通過分析微動(dòng)開關(guān)動(dòng)作與油壓升降的關(guān)系及油泵啟停回路原理，找出了導(dǎo)致問題的原因?yàn)槲?dòng)開關(guān)行程過長(zhǎng)。根據(jù)分析結(jié)果調(diào)整了相應(yīng)微動(dòng)開關(guān)的行程，處理后問題得以消除，油泵電動(dòng)機(jī)頻繁啟動(dòng)現(xiàn)象再未出現(xiàn)。

220 kV斷路器；油泵電動(dòng)機(jī)；頻繁啟動(dòng)；微動(dòng)開關(guān)

0 引言

500 kV南雁變電站1號(hào)主變壓器（簡(jiǎn)稱主變）220 kV斷路器投運(yùn)后，油泵電動(dòng)機(jī)每次啟動(dòng)，報(bào)文都會(huì)連續(xù)3次發(fā)出打壓?jiǎn)?dòng)和復(fù)歸的信號(hào)（如圖1所示）。而查看現(xiàn)場(chǎng)斷路器壓力值為32.0 MPa，小于停泵壓力32.6 MPa，大于啟泵壓力31.6 MPa。斷路器運(yùn)行正常，后臺(tái)有軟報(bào)文，無對(duì)應(yīng)光字信號(hào)，此斷路器型號(hào)為河南平高LW35S-252W型斷路器。

圖1 油泵啟動(dòng)時(shí)后臺(tái)報(bào)文

省監(jiān)控中心規(guī)定1 min內(nèi)油泵電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)次數(shù)在3次及以上報(bào)油泵電動(dòng)機(jī)頻繁打壓信號(hào)，因此該油泵電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)，省監(jiān)控中心都會(huì)要求運(yùn)維人員到達(dá)無人變電站（簡(jiǎn)稱無人變）現(xiàn)場(chǎng)確認(rèn)壓力值是否正常，且?guī)缀醵荚诹璩繒r(shí)間。由于該變電站已執(zhí)行無人值班模式，這給運(yùn)維人員帶來了很大的困擾。另外，頻繁啟動(dòng)也會(huì)對(duì)電動(dòng)機(jī)造成損耗，可能會(huì)加速老化，導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)損壞，油泵無法啟動(dòng)。此時(shí)，如果線路發(fā)生故障，開關(guān)將無法正常跳閘保護(hù)設(shè)備和電網(wǎng)的安全。

結(jié)合以上故障現(xiàn)象，從斷路器油泵電動(dòng)機(jī)控制原理入手進(jìn)行分析。

1 斷路器油泵電動(dòng)機(jī)控制原理分析

1.1 微動(dòng)開關(guān)功能

1號(hào)主變220 kV開關(guān)液壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2，3，4所示。

開關(guān)液壓工作缸左右兩側(cè)各有3個(gè)微動(dòng)開關(guān)KP1—KP6，各功能如下：

KP1：分閘低油閉鎖1微動(dòng)開關(guān)；

KP2：分閘低油閉鎖2微動(dòng)開關(guān)；

KP3：合閘低油閉鎖微動(dòng)開關(guān)；

KP4：重合閘低油閉鎖微動(dòng)開關(guān)；

圖2 1號(hào)主變220 kV開關(guān)液壓系統(tǒng)及各壓力微動(dòng)開關(guān)正面

圖3 左側(cè)微動(dòng)開關(guān)

圖4 右側(cè)微動(dòng)開關(guān)

KP5：油泵啟動(dòng)微動(dòng)開關(guān)；

KP6：油泵停止微動(dòng)開關(guān)。

1.2 微動(dòng)開關(guān)動(dòng)作過程

正常情況下，各微動(dòng)開關(guān)都處于斷開位置。按照油壓整定值，隨著油壓的下降和上升，各微動(dòng)開關(guān)依次閉合、斷開。油壓整定值如圖5所示。

圖5 開關(guān)油壓整定值

壓力下降，彈簧帶動(dòng)擋板下降，微動(dòng)開關(guān)依次閉合：

（1）當(dāng)壓力下降到32.6 MPa時(shí)，KP6閉合，油泵自保持功能投入；當(dāng)壓力下降到31.6 MPa時(shí)，KP5閉合，發(fā)油泵打壓信號(hào)。

（2）當(dāng)壓力下降到30.5 MPa時(shí)，KP4閉合，發(fā)重合閘閉鎖信號(hào)；當(dāng)壓力下降到27.8 MPa時(shí)，KP3閉合，發(fā)合閘閉鎖信號(hào)。

（3）當(dāng)壓力下降到25.8 MPa時(shí)，KP1與KP2閉合，發(fā)分合閘總閉鎖信號(hào)。

壓力上升，則彈簧帶動(dòng)擋板上升，微動(dòng)開關(guān)KP1—KP6依次被斷開[1]。

1.3 開關(guān)油泵啟停回路分析

斷路器說明書中油泵電動(dòng)機(jī)控制回路如圖6所示。

圖6 開關(guān)油泵電動(dòng)機(jī)控制電氣回路

結(jié)合圖5、圖6，分析油泵電動(dòng)機(jī)從啟動(dòng)到停止的全過程：

斷路器正常運(yùn)行時(shí)，油壓會(huì)緩慢下降，彈簧帶動(dòng)擋板向下降，當(dāng)油壓下降到32.6 MPa時(shí)，KP6閉合，自保持功能投入；油壓繼續(xù)下降，到31.6 MPa時(shí)，KP5閉合，電動(dòng)機(jī)打壓?jiǎn)?dòng)。

此時(shí)，KM線圈得電，KM（1，3）接點(diǎn)閉合，油泵電動(dòng)機(jī)電源回路接通，油泵開始啟動(dòng)，同時(shí)常開接點(diǎn)KM（73，74）閉合，自保持回路接通。

油泵電動(dòng)機(jī)通電自保持，持續(xù)打壓，油壓上升，同時(shí)彈簧帶動(dòng)擋板向上升。當(dāng)壓力大于31.6 MPa時(shí)，KP5斷開；當(dāng)壓力大于32.6 MPa時(shí)，KP6斷開，KM線圈失電，KM（1，3）接點(diǎn)斷開，油泵停止打壓，后臺(tái)電動(dòng)機(jī)打壓?jiǎn)?dòng)信號(hào)復(fù)歸。

2 故障產(chǎn)生原因分析

通過分析油泵電動(dòng)機(jī)控制原理[2]可知，當(dāng)壓力小于31.6 MPa時(shí)，KP5閉合，打壓?jiǎn)?dòng)；當(dāng)壓力上升到32.6 MPa，KP6斷開，自保持回路斷開，打壓停止，打壓?jiǎn)?dòng)信號(hào)復(fù)歸。從啟動(dòng)到復(fù)歸，壓力變化幅度為1 MPa。而現(xiàn)在打壓?jiǎn)?dòng)后，壓力較小幅度地變化，電動(dòng)機(jī)就會(huì)連續(xù)啟動(dòng)、復(fù)歸。由此，猜測(cè)油泵頻繁啟停的原因是電動(dòng)機(jī)啟停過程中KP6始終處于斷開狀態(tài)[3-5]，電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)回路無法自保持。正常時(shí)和故障時(shí)KP5與KP6這2個(gè)微動(dòng)開關(guān)隨壓力變化閉合、斷開狀態(tài)分別如圖7、圖8所示。

圖7 正常時(shí)KP5與KP6隨壓力變化開閉狀態(tài)

圖8 故障時(shí)KP5與KP6隨壓力變化開閉狀態(tài)

現(xiàn)場(chǎng)檢查KP6位置，可以發(fā)現(xiàn)KP6微動(dòng)開關(guān)行程過長(zhǎng)（如圖9所示），而行程過長(zhǎng)會(huì)導(dǎo)致KP6無法閉合。此時(shí)，油泵的啟動(dòng)和停止全靠KP5的斷開、閉合完成。油壓在31.6 MPa附近微量變動(dòng)，就會(huì)使KP5接點(diǎn)時(shí)通時(shí)斷，導(dǎo)致開關(guān)電動(dòng)機(jī)頻繁啟動(dòng)和復(fù)歸。通過現(xiàn)場(chǎng)檢查，驗(yàn)證了對(duì)故障產(chǎn)生原因的分析，確定了缺陷產(chǎn)生原因，即KP6微動(dòng)開關(guān)行程過長(zhǎng)。

圖9 開關(guān)KP5與KP6行程開關(guān)實(shí)際位置

3 故障處理

通過分析故障產(chǎn)生原因可知，調(diào)整KP6微動(dòng)開關(guān)的開關(guān)行程，使KP6微動(dòng)開關(guān)按照油壓整定值開斷即可將缺陷消除。

通過觀察發(fā)現(xiàn)，可以參照其他行程開關(guān)對(duì)應(yīng)的螺紋牙數(shù)，對(duì)KP6微動(dòng)開關(guān)行程進(jìn)行設(shè)定：

KP1為分合閘總閉鎖微動(dòng)開關(guān)，其對(duì)應(yīng)壓力值在25.8 MPa，頂針處螺紋露出了約8牙；KP3為合閘閉鎖微動(dòng)開關(guān)，其對(duì)應(yīng)的壓力值為 27.8 MPa，頂針處螺紋露出了約6牙。

由此可知，大約1 MPa對(duì)應(yīng)于1牙的螺紋。目前KP5頂針處的牙數(shù)約在3.5牙，與廠家溝通確認(rèn)后，將KP6的牙數(shù)調(diào)到了約2.5牙的位置。調(diào)整后的KP6微動(dòng)開關(guān)行程如圖10所示。

圖10 KP6調(diào)整后的行程

由于1號(hào)主變220 kV斷路器處于運(yùn)行狀態(tài)，現(xiàn)場(chǎng)如果進(jìn)行泄壓試驗(yàn)斷路器打壓，有一定的安全風(fēng)險(xiǎn)，因此采取等斷路器自行打壓后查閱后臺(tái)報(bào)文的方式，驗(yàn)證本次處理結(jié)果。

次日，查閱歷史報(bào)文，該開關(guān)于2015年2月13日21∶21和2015年2月14日01∶35各打壓了1次，每次啟動(dòng)和停止只發(fā)1次信號(hào)，開關(guān)打壓?jiǎn)?dòng)信號(hào)正常，報(bào)文如圖11所示。隨后，持續(xù)關(guān)注油泵電動(dòng)機(jī)打壓?jiǎn)?dòng)情況，并且到現(xiàn)場(chǎng)觀察核對(duì)斷路器油泵微動(dòng)開關(guān)動(dòng)作對(duì)應(yīng)的壓力值，確定停泵壓力為32.5 MPa，啟泵壓力為31.7 MPa，安全閥的動(dòng)作值34 MPa。

圖11 調(diào)整后開關(guān)打壓?jiǎn)?dòng)信號(hào)

4 結(jié)語

此次斷路器油泵電動(dòng)機(jī)頻繁打壓故障的根本原因是油泵壓力微動(dòng)開關(guān)KP6出廠值調(diào)整不合理。今后在同類型斷路器新投產(chǎn)驗(yàn)收過程中，運(yùn)行單位需要加強(qiáng)對(duì)微動(dòng)開關(guān)動(dòng)作壓力值的驗(yàn)證。

另外，由于該斷路器壓力微動(dòng)開關(guān)僅僅通過螺栓調(diào)節(jié)，若開關(guān)連續(xù)分合，則有可能造成螺栓松動(dòng)，導(dǎo)致斷路器微動(dòng)開關(guān)動(dòng)作壓力值變化，給斷路器正常運(yùn)行帶來隱患。建議廠家在設(shè)計(jì)上增加微動(dòng)開關(guān)定位防松動(dòng)措施。

油泵電動(dòng)機(jī)頻繁打壓是斷路器較為容易發(fā)生的一種故障，以上對(duì)故障原因的分析過程及處理方法，可對(duì)類似故障的處理與預(yù)防提供一定的參考和借鑒。

[1]韓一霈，張惠民.220 kV斷路器液壓操作機(jī)構(gòu)頻繁打壓故障分析及處理[J].河南電力，2014（2）∶42-44.

[2]陳媛，張綠洲，林匹，等.某500 kV變電站220 kV斷路器頻繁打壓的分析與處理[J].電力與電工，2010，30（4）∶48-49.

[3]楊衡新.220 kV斷路器操作機(jī)構(gòu)故障處理及原因分析[J].水電站機(jī)電技術(shù)，2006，29（3）∶43-44.

[4]韓筱慧，聞飛翔，費(fèi)宇，等.HMB-4型液壓彈簧操作機(jī)構(gòu)頻繁打壓故障的現(xiàn)場(chǎng)檢修[J].浙江電力，2015，34（4）∶69-72.

[5]王彪，周程肖.FX22型斷路器液壓機(jī)構(gòu)頻繁啟動(dòng)原因分析[J].浙江電力，2011，30（6）∶17-18.

（本文編輯：陸 瑩）

Cause Analysis and Solution to Frequent Oil Pump Motor Start of 220 kV Circuit Breaker

PAN Zhongwei，XIAO Chifu，LIU Bin，SU Qiang
（State Grid Zhejiang Maintenance Branch Company，Hangzhou 311232，China）

The oil pump motor of 220 kV circuit breaker started frequently.By analysis of the relationship between micro switch action and oil pressure change as well as the theory of oil pump startup and shutdown circuit，it is found that the problem is caused by overlong switch limit.According to the analysis，the switch limit is adjusted，by which the problem is eliminated and the frequent start of oil pump motor occurs no more.

220 kV circuit breaker；oil pump motor；frequent start；micro switch

TM561

B

1007-1881（2017）02-0034-04

2016-12-01

潘中偉（1983），男，助理工程師，主要研究方向?yàn)殡姎夤こ碳捌渥詣?dòng)化。