LWG9-252型斷路器液壓彈簧機(jī)構(gòu)儲(chǔ)能故障分析

陶志東 趙軍 嚴(yán)廣 郭杰

摘要：本文對(duì)某變電站LWG9-252型斷路器操作機(jī)構(gòu)儲(chǔ)能電機(jī)燒損原因進(jìn)行細(xì)致的分析，特別是對(duì)儲(chǔ)能電機(jī)保護(hù)回路、控制回路、電源回路進(jìn)行細(xì)致分析，對(duì)斷路器操作方法和儲(chǔ)能電機(jī)控制回路提出改進(jìn)措施，并對(duì)儲(chǔ)能電機(jī)運(yùn)行維護(hù)提出建議。

關(guān)鍵詞：斷路器;彈簧機(jī)構(gòu);儲(chǔ)能

一、故障基本情況

某日，某變電站運(yùn)維人員在巡視檢查設(shè)備狀態(tài)時(shí)發(fā)現(xiàn)某間隔斷路器存在“油壓低告警”、“電機(jī)過(guò)流過(guò)時(shí)告警”、“壓力降低禁止重合閘”等異常信號(hào)，隨后對(duì)斷路器儲(chǔ)能機(jī)構(gòu)進(jìn)行檢查，手動(dòng)復(fù)歸斷路器匯控箱信號(hào)，信號(hào)無(wú)法復(fù)歸，并發(fā)現(xiàn)C相彈簧位置與另外兩相不一致，未儲(chǔ)能到位，打開機(jī)構(gòu)箱后柜門檢查發(fā)現(xiàn)電機(jī)已經(jīng)燒毀。

此型號(hào)斷路器是西安西開高壓電氣股份有限公司生產(chǎn)的LWG9-252型斷路器，操作機(jī)構(gòu)為CYA3-Ⅱ型液壓彈簧機(jī)構(gòu)。

二、斷路器儲(chǔ)能過(guò)程簡(jiǎn)介

當(dāng)油壓壓力降低到一定值時(shí)，限位開關(guān)33hb閉合，接觸器88M線圈得電，電機(jī)回路中88M接觸器的觸點(diǎn)閉合，電機(jī)開始工作對(duì)斷路器打壓;同時(shí)啟動(dòng)時(shí)間繼電器48T開始計(jì)時(shí)。正常情況下，在時(shí)間未達(dá)到時(shí)間繼電器設(shè)定的打壓延時(shí)時(shí)間，斷路器壓力即達(dá)到正常值，33hb斷開控制回路，電機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，打壓結(jié)束。

斷路器發(fā)生“電機(jī)過(guò)流過(guò)時(shí)”告警，是由輔助繼電器49MX動(dòng)作接通報(bào)警信號(hào)回路所致，以下兩種情況導(dǎo)致“電機(jī)過(guò)流過(guò)時(shí)”告警：

（1）儲(chǔ)能機(jī)構(gòu)故障使壓力無(wú)法達(dá)到額定值，或行程開關(guān)33hb故障使其常閉觸點(diǎn)無(wú)法斷開，時(shí)間繼電器48T得電30s（整定值）后，常開觸點(diǎn)（67，68）閉合，輔助繼電器49MX得電動(dòng)作，常開觸點(diǎn)（13，14）閉合自保持，常閉觸點(diǎn)（31，32）斷開儲(chǔ)能接觸器88MA電源，可防止電機(jī)因長(zhǎng)時(shí)間加壓而燒毀。

（2）電機(jī)碳刷接觸不良、卡澀或打壓時(shí)間過(guò)久，導(dǎo)致電機(jī)電流過(guò)大，熱繼電器49M動(dòng)作，常閉觸點(diǎn)（97、98）閉合輔助繼電器49MX控制回路，49MX得電斷開儲(chǔ)能接觸器88MA電源，可防止電機(jī)因電流過(guò)大而燒毀。

三、故障原因分析

儲(chǔ)能電機(jī)燒毀主要是由于電流過(guò)大或頻繁運(yùn)行熱量來(lái)不及散發(fā)引起。

因現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)“電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)流過(guò)時(shí)”信號(hào)，可判定電機(jī)保護(hù)回路處于接通狀態(tài)，通過(guò)輔助繼電器49MX的常閉觸點(diǎn)（31-32）斷開電機(jī)控制回路，強(qiáng)制打壓結(jié)束。

為驗(yàn)證上述分析的正確性，現(xiàn)場(chǎng)用萬(wàn)用表測(cè)量電機(jī)保護(hù)回路，發(fā)現(xiàn)時(shí)間繼電器68號(hào)端子（時(shí)間繼電器延時(shí)觸點(diǎn)下端口）帶電，與正常相異常，與分析一致。

為判定是時(shí)間繼電器延時(shí)觸點(diǎn)（67-68）閉合，還是熱偶49M的觸點(diǎn)（97-98）閉合導(dǎo)致電機(jī)保護(hù)回路導(dǎo)通，現(xiàn)場(chǎng)分別進(jìn)行信號(hào)復(fù)歸（按下復(fù)歸按鈕RESET）和熱偶復(fù)歸后，發(fā)現(xiàn)經(jīng)過(guò)長(zhǎng)達(dá)12分鐘時(shí)間（正常情況下時(shí)間繼電器整定時(shí)間為150s左右）后，發(fā)“電機(jī)過(guò)流過(guò)時(shí)”報(bào)警信號(hào)，因此排除熱偶作用導(dǎo)致的回路接通，應(yīng)該是時(shí)間繼電器存在故障，導(dǎo)致延時(shí)觸點(diǎn)未按設(shè)定時(shí)間閉合。通過(guò)電機(jī)控制回路圖可以看出，電機(jī)持續(xù)打壓、時(shí)間繼電器持續(xù)計(jì)時(shí)應(yīng)是電機(jī)控制回路一直處于接通狀態(tài)導(dǎo)致，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)檢查發(fā)現(xiàn)C相儲(chǔ)能未到位，判定是因?yàn)閿嗦菲鲏毫Φ停率箟毫嗦菲?3hb一直處于閉合狀態(tài)，從而使得電機(jī)控制回路處于導(dǎo)通狀態(tài)，最后只能通過(guò)時(shí)間繼電器48T，啟動(dòng)輔助繼電器49MX來(lái)強(qiáng)制斷開電機(jī)控制回路，終止打壓狀態(tài)。

再次對(duì)現(xiàn)場(chǎng)檢查發(fā)現(xiàn)，與正常相相比，C相彈簧機(jī)構(gòu)的限位開關(guān)處于非正常位置，未能將滾輪頂至正確位置，如下圖所示。限位開關(guān)因未達(dá)到正常位置，無(wú)法斷開，使得控制回路一直導(dǎo)通。由此可知，現(xiàn)場(chǎng)情況與分析一致。

因此，可以判定故障原因?yàn)橄尬婚_關(guān)處于非正常位置，使得電機(jī)控制回路處于閉合狀態(tài)，導(dǎo)致打壓電機(jī)一直處于工作狀態(tài)，同時(shí)打壓時(shí)間繼電器故障，未能在設(shè)定的延時(shí)后斷開打壓回路，而是在12分鐘后才切斷打壓回路，同時(shí)后臺(tái)報(bào)打壓過(guò)流過(guò)時(shí)信號(hào)。

綜合后臺(tái)信號(hào)報(bào)文和現(xiàn)場(chǎng)初始檢查狀態(tài)來(lái)看，后臺(tái)所發(fā)的過(guò)流過(guò)時(shí)信號(hào)并不是通過(guò)已故障的時(shí)間繼電器延時(shí)發(fā)出，而是電機(jī)過(guò)流所致，電機(jī)在分閘后短時(shí)已損壞。一是從后臺(tái)報(bào)文不難看出，斷路器分閘后20秒即發(fā)出過(guò)流過(guò)時(shí)信號(hào)，從損壞的時(shí)間繼電器校驗(yàn)結(jié)果來(lái)看，時(shí)間并沒(méi)有達(dá)到，且現(xiàn)場(chǎng)檢查時(shí)電機(jī)回路的熱偶是在動(dòng)作狀態(tài)。二是現(xiàn)場(chǎng)異常的C相的儲(chǔ)能彈簧位置并沒(méi)有到位，因?yàn)閿嗦菲髟谌珘籂顟B(tài)下分閘一次后打至全壓正常需25秒，當(dāng)打壓到20秒時(shí)，電機(jī)由于過(guò)流燒毀致使斷路器未完全儲(chǔ)能。

現(xiàn)場(chǎng)檢查時(shí)，發(fā)現(xiàn)儲(chǔ)能電機(jī)線圈燒黑，為確定電機(jī)是否還能運(yùn)行，現(xiàn)場(chǎng)通過(guò)按壓接觸器，直接接通88MC后發(fā)現(xiàn)電機(jī)未打壓，確認(rèn)電機(jī)燒毀。在電機(jī)已燒毀的情況下，電機(jī)保護(hù)回路由于49MX繼電器持續(xù)自保持，信號(hào)一直常發(fā)。停電期間未去復(fù)歸信號(hào)，導(dǎo)致未能及時(shí)發(fā)現(xiàn)時(shí)間繼電器的異常。考慮到電機(jī)的負(fù)載特性，初步推斷造成電機(jī)燒毀的原因可能是：1.電機(jī)本身的絕緣問(wèn)題，如電機(jī)進(jìn)水;2.電機(jī)前面的接觸器吸合不良，頻繁抖動(dòng)，電機(jī)回路處于頻繁得電失電狀態(tài)，高頻暫態(tài)過(guò)電壓致使電機(jī)絕緣擊穿燒毀。

四、故障處理過(guò)程

結(jié)合電機(jī)燒毀及儲(chǔ)能時(shí)間繼電器故障情況，更換斷路器C相電機(jī)及儲(chǔ)能時(shí)間繼電器，并對(duì)儲(chǔ)能時(shí)間繼電器進(jìn)行重新整定，并驗(yàn)證時(shí)間繼電器。

更換電機(jī)過(guò)程中檢查發(fā)現(xiàn)燒毀電機(jī)轉(zhuǎn)子換向器表面存在多處燒蝕痕跡。更換電機(jī)及儲(chǔ)能時(shí)間繼電器后，多次分合斷路器及手動(dòng)泄壓進(jìn)行觀察，斷路器C相電機(jī)儲(chǔ)能正常，電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)正常，時(shí)間繼電器能正確時(shí)間切斷儲(chǔ)能回路，故障情況消除。

五、現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)維檢修注意事項(xiàng)

1、建議更換同型號(hào)斷路器電機(jī)壓緊彈片、電機(jī)碳刷及時(shí)間繼電器，對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)子換向器表面同心度和光潔度進(jìn)行檢查，確保斷路器儲(chǔ)能回路工作正常。

2、定期對(duì)斷路器機(jī)構(gòu)的控制回路、液壓油位、電機(jī)碳刷等進(jìn)行維護(hù)檢查;倒閘操作前后，均應(yīng)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的斷路器油壓、SF6壓力進(jìn)行檢查，由于220kV斷路器無(wú)油壓表，可通過(guò)機(jī)構(gòu)箱內(nèi)彈簧的儲(chǔ)能位置是否到位來(lái)判斷。

3、對(duì)后臺(tái)出現(xiàn)的異常信號(hào)要及時(shí)進(jìn)行分析和現(xiàn)場(chǎng)必要的檢查，確保能及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備出現(xiàn)的不良工況，使設(shè)備及時(shí)得到消缺，也便于后期開展故障原因分析。

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