220k V斷路器儲能機構異常分析及對策

毛 玲 周 琦 汪 洋 侯 艷 楊君超

國網鄭州供電公司 河南 鄭州 450000

引言

斷路器是指能夠關合、承載和開斷正常回路條件下的電流并能關合、在規定的時間內承載和開斷異常回路條件下的電流的開關裝置。斷路器按其使用范圍分為高壓斷路器與低壓斷路器,高低壓界線劃分比較模糊,一般3k V斷路器主要品種有：塑殼斷路器、塑料外殼式斷路器、漏電斷路器、小型斷路器、高分段小型斷路器、高分段小型漏電斷路器、小型漏電斷路器、照明配電箱、雙電源自動切換裝置、智能型萬能式斷路器。

1 機構原理

在斷路器中,操動機構是非常重要的操動執行元件,在操動執行元件中彈簧只是其中的一種。彈簧操動機構是指通過彈簧儲能操動斷路器觸頭的分合;彈簧操動機構進行儲能基本原理是斷路器合閘在實施操作后,促使合閘彈簧儲能限位開關進行動作,該開關觸點閉合后儲能接觸器被啟動,與此同時接通了接通電機回路,最終實現彈簧儲能。操動機構的主要組成包括彈簧儲能、維持儲能、合閘、分閘幾部分,而整個過程中的心臟就是彈簧,彈簧儲能調控開關釋放能量,促進轉動部位運轉帶動分合閘;分合閘彈簧預拉長度受到調整,可使分合閘速度在標準范圍內,保證斷路器安全可靠運行。

2 設備異常情況及分析

2011年投產后,設備運行情況良好,但在2015年至2017年共發生4次儲能機構儲能電機頻繁打壓事件,每次都是運行人員在巡檢時聽見儲能電機頻繁起動聲后才被發現,此時內漏情況較為嚴重,需匯報調度緊急停用設備。該機構為德國原裝進口,國內不具備修復能力,進口至檢修完畢需半個多月時間,造成設備長時間停用。運行人員對斷路器儲能機構巡檢的主要內容：儲能機構有無漏油、儲油箱油位是否正常、彈簧壓縮變化量。但儲能機構內漏可能是個緩慢發展過程,外部不會看到油跡,且彈簧壓縮變化量不超過10 mm,無明顯觀察效果;而且儲能電機在嘈雜的環境中運行聲幾乎聽不見,運行人員不易發現儲能機構內漏異常。2)為什么機構內漏頻繁打壓時無任何報警信號? 當高壓油缸壓力低至49.5 MPa時,33 HB油壓開關閉合,49 MX常閉接點正常時在閉合狀態,88 M 儲能電機直流控制交流接觸器帶電,儲能電機動作,當油缸壓力恢復后,33 HB油壓開關斷開使電機停止儲能。

3 處理對策

3.1 儲能故障檢查 儲能系統故障可以分為機械部分故障和儲能回路故障。手動儲能正常,說明儲能故障可能是電路故障引起的。該機構儲能采用直流電機,功率為900 W,電機電源AC220 V,通過整流模塊整流后變為DC220 V。用萬用表測量直流電機整流模塊的輸入電壓,為AC220 V,電壓正常。拆除直流電機側的電源接線,用萬用表測量電機輸入端的電阻,顯示為無窮大,說明電機勵磁回路或電樞回路存在故障。該直流電機的勵磁方式為串激式,電樞電源和勵磁電源通過電機兩側的電刷相互連通構成回路。電刷安裝于固定端蓋內,電刷與電機轉子之間的接觸壓力來自電機上與電刷配套的彈簧壓力。

3.2 預防措施 上述故障時斷路器彈簧機常遇見的日常故障,在日常應用中應采取的預防措施包括：第一,提高檢修質量,要始終堅持應該修的位置一定要修、要修就一定要修好,高質量完成維修任務;第二,彈簧儲能轉動及傳動部位定位維修養護,以年為周期添加潤滑劑,適當時可實際操作以保正常運轉;第三,做好維護檢修工作,適當增加每年檢修次數,對彈簧機構進行年周期檢修,并校驗機構內所有零部件功能性質和相關校驗試驗;第四,對于運行時間超過10年以上的彈簧機構進行適當大修,根據運行時間進行解體,保證機械正常動作,提升運行安全穩定性;第五,增加巡視次數,加強巡視有效性,及時發現存在缺陷隱患,采用正確措施妥善處理。

3.3 改進后的方案 對方案做小幅調整,行程開關常開接點與中間繼電器常開接點相配合的方法實現未儲能閉鎖。當彈簧未儲能時,行程開關常開接點CK2斷開,中間繼電器線圈ZJ失電,常開接點斷開,合閘回路不能聯通,實現了未儲能閉鎖。當彈簧儲能后,CK2閉合,線圈ZJ兩端得電,常開接點閉合,合閘操作可正常完成。(1)若儲能電源故障,無論行程開關CK2處于通斷狀態,中間繼電器線圈ZJ兩端將失電,常開接點斷開,合閘回路不聯通。(2)若行程開關CK2接點或者中間繼電器線圈ZJ故障斷開,常開接點處于斷開狀態,合閘回路不聯通。通過以上對線圈燒毀原因的分析并針對性地提出改進和解決方法,將有效減少運行過程中線圈燒毀的概率,保證安全運行。

4 常規斷路器優勢

電力系統常用的10k V配網斷路器(包括真空)及高壓斷路器(SF6)等均具有通用性優點,具體表現在以下幾個方面：(1)結構簡單：簡單的操動機構使結構更合理、零部件數量更加減少、動作更可靠。(2)高可靠性：適用于各種特性的重合閘操作。(3)全工況：采用立式的絕緣筒防御各種特殊環境影響。

結語

斷路器在電網設備中具有重要作用,要求在日常維護中多下功夫。首先,要在新斷路器投運前做好準備工作,多次試驗,核對接線圖,認真調試,檢查安裝是否牢固,以免發生不必要的故障;其次,隨著時間的推移,斷路器在日常分合閘操作中避免不了設備器件的老化和損壞,需要工作人員及時發現并維護,時刻準備好日常的零器件,縮短處理故障的時間,提高工作效率,確保電網的安全穩定可靠運行,有效發揮SF6斷路器在電力系統中的控制和保護作用。