6 kV斷路器二次插頭故障原因分析及改造措施

巨建成

(河北西柏坡發(fā)電有限責(zé)任公司，石家莊　050400)

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6 kV斷路器二次插頭故障原因分析及改造措施

巨建成

(河北西柏坡發(fā)電有限責(zé)任公司，石家莊050400)

摘要：針對(duì)某電廠VB1斷路器二次插頭故障率高的問(wèn)題，從二次插頭安裝位置和類型設(shè)計(jì)方面進(jìn)行分析，認(rèn)為二次插頭、插座位置、類型設(shè)計(jì)不合理是導(dǎo)致其故障率高的主要原因，提出調(diào)整二次插頭的安裝位置，更換二次插頭型號(hào)等改造措施，并說(shuō)明改造效果。

關(guān)鍵詞：VB1斷路器；二次插頭；不良接觸

1概述

發(fā)電廠廠用電系統(tǒng)承擔(dān)著電廠內(nèi)部動(dòng)力、照明、電力系統(tǒng)保護(hù)功能，高壓廠用電系統(tǒng)多采用6 kV電壓等級(jí)，其所使用的6 kV斷路器承擔(dān)著電能的輸送、分配，因此6 kV斷路器二次插頭的狀態(tài)直接關(guān)系著發(fā)電廠機(jī)組的穩(wěn)定。針對(duì)某電廠廠用電系統(tǒng)6 kV斷路器二次插頭故障率高、斷路器多次拒分現(xiàn)象展開(kāi)調(diào)查，分析故障類型與故障原因，對(duì)比故障率低的同類型斷路器，最終通過(guò)調(diào)整二次插頭位置、更換二次插頭類型提高了6 kV斷路器的穩(wěn)定性。

2存在的問(wèn)題

某火力發(fā)電廠5號(hào)、6號(hào)機(jī)組高壓廠用電系統(tǒng)中大容量負(fù)荷采用GE Powell Power/vac VB1中壓真空斷路器，鎧裝手車式，額定電壓6 kV。該斷路器自2006年投入使用，2010—2013年VB1斷路器二次插頭故障次數(shù)、故障率逐年增高，見(jiàn)表1。

表1斷路器二次插頭故障率統(tǒng)計(jì)

斷路器類型2010年2011年2012年2013年故障次數(shù)/次故障率/%故障次數(shù)/次故障率/%故障次數(shù)/次故障率/%故障次數(shù)/次故障率/%5號(hào)機(jī)組VB110191330235131836號(hào)機(jī)組VB18161226276128705號(hào)機(jī)組VCR000021211號(hào)機(jī)組ZN31012255

從表1可看出，5號(hào)機(jī)組VCR斷路器與5號(hào)機(jī)組VB1斷路器處于同一配電室，但所帶負(fù)荷在2 000 kW以下；ZN斷路器為該電廠1號(hào)機(jī)組6 kV配電室使用，所帶負(fù)荷大小、類型與VB1斷路器相同。5號(hào)、6號(hào)機(jī)組VB1斷路器的故障次數(shù)與故障率逐年增加，增幅也逐年增大，而VCR、ZN斷路器二次插頭故障次數(shù)均在5次/年以下，說(shuō)明VB1斷路器二次插頭故障率高為異?，F(xiàn)象，同時(shí)對(duì)VB1斷路器二次插頭故障率有一個(gè)合理的期望值，即達(dá)到VCR、ZN二次插頭故障次數(shù)的平均值。

對(duì)VB1斷路器的故障類型進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，二次插頭不良接觸和二次插頭損壞占故障比例83%以上。二次插頭不良接觸，會(huì)導(dǎo)致運(yùn)行中的斷路器成為死開(kāi)關(guān)，發(fā)生拒分、拒合故障，進(jìn)而導(dǎo)致越級(jí)跳閘和故障面擴(kuò)大[1]。同時(shí)不良接觸導(dǎo)致接觸面過(guò)熱，插頭絕緣外殼疲勞，在斷路器進(jìn)車沖擊下會(huì)斷裂，因此降低VB1斷路器二次插頭故障率具有實(shí)際意義。

3原因分析

3.1VB1斷路器二次插頭安裝位置

6 kV斷路器VB1、VCR、ZN均為中置手車式，但VB1二次插頭位于斷路器本體前右下方，即一次插頭下方，VB1進(jìn)車時(shí)，操作人員無(wú)法觀察二次插頭與插座的結(jié)合情況，同時(shí)VB1體積大，重量約200 kg，進(jìn)車時(shí)如果二次插頭與插座錯(cuò)位，在斷路器本身重量作用下，斷路器二次插頭、插座承受較大沖擊力。觀察VCR、ZN斷路器，這兩者二次插座固定在斷路器本體前面板上方，二次插頭通過(guò)引線與配電柜內(nèi)二次回路連接。這樣斷路器進(jìn)車時(shí)，由于有導(dǎo)軌的制衡，一次插頭能夠順利對(duì)接，進(jìn)車完畢后，操作人員手動(dòng)對(duì)接斷路器本體外的二次插頭與插座，操作過(guò)程可視，操作人員能夠直接觀察二次插頭的配合情況，即使二次插頭、插座配合失誤也不會(huì)承受開(kāi)關(guān)本體的沖擊力。VB1斷路器結(jié)構(gòu)示意，見(jiàn)圖1。

圖1　VB1斷路器結(jié)構(gòu)示意

在斷路器停電檢修期間，對(duì)斷路器內(nèi)部二次回路進(jìn)行測(cè)量，包括斷路器內(nèi)部分合閘線圈、輔助開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)，由于VB1二次插頭位于斷路器一次插頭下方，每次測(cè)量時(shí)需將斷路器回車退出配電間隔，每臺(tái)VB1斷路器進(jìn)出車操作需要2人配合進(jìn)行，這樣降低了檢修效率，而VCR、ZN二次插頭位于斷路器前面板，因此無(wú)需退出間隔即可測(cè)量斷路器內(nèi)部回路。因此VB1斷路器二次插頭、插座位置不合理是導(dǎo)致二次插頭故障率高的主要原因，同時(shí)也導(dǎo)致了VB1斷路器檢修效率低。

3.2VB1斷路器二次插頭類型設(shè)計(jì)

VB1斷路器二次插頭、插座配合失誤會(huì)受到斷路器本身重量的沖擊，斷路器進(jìn)出車及運(yùn)行時(shí)均會(huì)產(chǎn)生震動(dòng)，但VB1斷路器二次插頭無(wú)固定防震措施，同時(shí)VB1斷路器二次插頭觸孔直徑大，極易造成觸針晃動(dòng)、變形。對(duì)比VCR、ZN斷路器，該2種斷路器二次插頭有保險(xiǎn)扣，從設(shè)計(jì)上確保了二次插頭、插座使用時(shí)的緊密配合、防止震動(dòng)導(dǎo)致的不良接觸[2]。因此VB1斷路器二次插頭類型設(shè)計(jì)不合理是導(dǎo)致斷路器二次插頭故障率高的重要原因。

4改造措施

4.1調(diào)整VB1斷路器二次插頭的安裝位置

VB1二次插頭固定在斷路器一次插頭下方，斷路器本體外殼為鋼結(jié)構(gòu)，二次插頭觸針通過(guò)引線與斷路器內(nèi)部電氣回路聯(lián)系，因此可以將二次插頭拆卸，在原位置安裝端子排，原插頭觸針引線連接端子排上口，端子排下口連接引線，使用尼龍波紋伸縮管包裹該引線至斷路器前面板，在前面板選擇避開(kāi)手車操作板位置，打孔安裝新插頭，斷路器前面板與斷路器內(nèi)部結(jié)構(gòu)具有足夠的安全距離，同時(shí)包裹導(dǎo)線的尼龍波紋伸縮管布置應(yīng)避開(kāi)斷路器傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，防止其內(nèi)部二次線受傷，無(wú)法正確傳遞電氣信號(hào)。

4.2更換VB1斷路器二次插頭型號(hào)

VB1斷路器二次回路主要為繼電保護(hù)、DCS提供節(jié)點(diǎn)狀態(tài)、控制信號(hào)輸送功能，在正常運(yùn)行時(shí)二次回路不會(huì)長(zhǎng)時(shí)流通電流[3]，因此選擇體積較小、觸針較細(xì)的插頭插座能夠滿足工作時(shí)流通電流的需求。市場(chǎng)上有金屬外殼、防震保險(xiǎn)扣設(shè)計(jì)的產(chǎn)品，因此更換二次插頭類型方案可行并具體實(shí)施。

為取得科學(xué)合理的改造效果，首先針對(duì)5號(hào)機(jī)組6 kV配電室內(nèi)的VB1斷路器進(jìn)行二次插頭改造，以6號(hào)機(jī)組VB1斷路器保持現(xiàn)狀作為參照。改造完成后跟蹤統(tǒng)計(jì)5號(hào)、6號(hào)機(jī)組VB1斷路器二次插頭故障次數(shù)與故障率，以確定改造方案的正確與否。VB1斷路器改造后外觀如圖2所示。

圖2　VB1斷路器改造后外觀

5改造效果

5號(hào)機(jī)組VB1斷路器二次插頭改造完成后，對(duì)該電廠6 kV斷路器二次插頭故障情況進(jìn)行了1年的統(tǒng)計(jì)記錄。5號(hào)機(jī)組VB1斷路器經(jīng)改造后，在2014年二次插頭故障次數(shù)為1次，發(fā)生在1-3月，為改造剛完成階段，5號(hào)機(jī)組VB1斷路器二次插頭故障次數(shù)已達(dá)到改造前的期望值，即低于VCR193、ZN斷路器二次插頭故障次數(shù)的平均值。6號(hào)機(jī)組VB1斷路器未改造，2014年全年故障次數(shù)為39次，比2013年增加11次。同時(shí)，所有斷路器故障次數(shù)多發(fā)期為1-3月和10-12月，結(jié)合電廠的生產(chǎn)實(shí)際，該電廠在冬季機(jī)組停運(yùn)檢修，檢修期間6 kV配電設(shè)備頻繁的啟停是導(dǎo)致二次插頭故障增加的原因，而在春夏秋季節(jié)，該電廠機(jī)組正常負(fù)荷運(yùn)行，6 kV配電設(shè)備一直處于運(yùn)行狀態(tài)，此時(shí)發(fā)生的斷路器二次插頭故障多為插頭接觸不良、接觸面過(guò)熱。

通過(guò)改造，由于二次插頭、插座位于斷路器前面板處，操作人員對(duì)VB1插頭的操作過(guò)程由原來(lái)的不可視變?yōu)榭梢暎瑫r(shí)VB1斷路器進(jìn)車操作，不會(huì)發(fā)生二次插頭、插座歪斜碰撞，進(jìn)車完畢后，操作人員手動(dòng)分合插頭插座，新插頭有保險(xiǎn)扣，能保證插頭插座的緊密配合。在斷路器停運(yùn)期間，檢修維護(hù)人員無(wú)需將斷路器退出配電間隔，通過(guò)測(cè)量斷路器本體前面板處的二次插頭，即可檢測(cè)斷路器內(nèi)部電氣回路，降低勞動(dòng)量，提高了生產(chǎn)效率。同時(shí)新插頭材料堅(jiān)固，耐沖擊能力強(qiáng)，保證了斷路器的安全運(yùn)行。

6結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)VB1斷路器改造前后二次插頭故障數(shù)據(jù)對(duì)比，可以確定該改造方案的可靠有效，使操作人員對(duì)VB1斷路器的操作可視、方便、可靠。本次改造通過(guò)判斷造成斷路器二次插頭故障的原因，分析對(duì)比同類型、同環(huán)境的斷路器二次插頭安裝模式，最終確定改造方案的可靠有效，這種處理問(wèn)題的思路也可以適用于其他設(shè)備的技術(shù)改進(jìn)，同樣該改造方案可以推廣到類似結(jié)構(gòu)的斷路器。

參考文獻(xiàn)：

[1]舒永志.淺談鎧裝手車式斷路器二次插頭的安全維護(hù)[J].電力安全技術(shù),2012,14(6):55.

[2]楊明澤.斷路器二次回路的幾點(diǎn)問(wèn)題及改進(jìn)[J].電力自動(dòng)化設(shè)備,2003,25(3):104-106.

[3]肖良騏.高壓斷路器二次回路常見(jiàn)故障分析、解決及改進(jìn)[J].電力與能源,2012(21):418.

本文責(zé)任編輯：羅曉曉

Cause Analysis and Improvement of 6 kV Breaker Secondary Plug

Ju Jiancheng

(Hebei Xibaipo Power Generation Co., Ltd.,Shijiazhuang 050400，China)

Abstract:Aiming at the failure rate of the VB1 breaker secondary in the power plant plug, by analyzing the installation site and the type of the secondary plug, this paper considers the cause of failure are the wrong installation location and the inappropriate type of the secondary plug, proposes to replace the type and the installation location of the plug, at last checks the effect of the improvement.

Key words:VB1 breaker; secondary plug; bad contact

中圖分類號(hào)：TM561

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B

文章編號(hào)：1001-9898(2016)01-0044-02

作者簡(jiǎn)介：巨建成(1986-)，男，變電檢修高級(jí)工，從事發(fā)電廠電氣一次設(shè)備檢修、運(yùn)行、維護(hù)工作。

收稿日期：2015-07-14