余祖良

（華東桐柏抽水蓄能發(fā)電有限責任公司，浙江 天臺 317200）

0 前言

華東桐柏抽水蓄能電站是一座日調(diào)節(jié)純抽水蓄能電站，共安裝4臺立軸單級混流可逆式水泵水輪機組，機組單機容量300MW，總裝機容量為1200MW。機組采用在發(fā)電機出口裝設(shè)斷路器（發(fā)電機斷路器）的接線方式[1]。安裝有4臺瑞士ABB制造的SF6發(fā)電機斷路器（GCB）。發(fā)電機斷路器（GCB）與普通高壓斷路器相比，額定電流大，對斷路器電接觸可靠性提出了很高的要求。

4臺GCB投運后，相繼出現(xiàn)了導電回路電阻測試結(jié)果異常增長的現(xiàn)象，危及整個電廠的安全運行，引起了技術(shù)人員的關(guān)心。為了進一步分析設(shè)備的狀態(tài)，在現(xiàn)場進行了GCB帶負荷后，保持合閘狀態(tài)下的導電回路電阻試驗和超大電流下的導電回路電阻試驗，通過對試驗數(shù)據(jù)的詳細分析，確認GCB可繼續(xù)安全運行。

1 投運后現(xiàn)場測試數(shù)據(jù)分析

4臺GCB投運后，定期進行導電回路電阻測試，從歷年的測試數(shù)據(jù)中，發(fā)現(xiàn)其導電回路電阻呈不規(guī)則的增長（使用直流壓降法進行測試，測試電流為直流100A～600A），且測試值與交接試驗值相比增長較多，最高一臺GCB導電回路電阻值曾達到121μΩ（交接試驗值在3～4μΩ）。如按此推算其運行中的發(fā)熱量，將嚴重影響設(shè)備的安全運行。從歷年測試數(shù)據(jù)見表1～表4，以桐柏電站1號機組斷路器為例見表1，斷路器存在較大的安全隱患。從表1中數(shù)據(jù)看，1號發(fā)電機GCB2009年2月三相的導電回路電阻測試結(jié)果分別為18μΩ、24μΩ、54μΩ；投運后1年，即到2010年2月三相的導電回路電阻測試結(jié)果分別為121μΩ、98μΩ、82 μΩ，測試結(jié)果大幅增加；到2011年11月三相的導電回路電阻測試結(jié)果分別為68μΩ、45μΩ、31μΩ，測試結(jié)果仍然遠遠高于交接數(shù)據(jù)數(shù)十倍，決定對GCB進行大修，大修后三相的導電回路電阻測試結(jié)果分別為3μΩ、4μΩ、3μΩ；

可是在大修后運行一段時間后，2012年2月三相的導電回路電阻測試結(jié)果分別為7μΩ、6μΩ、9μΩ，三相的導電回路電阻在大修后又呈現(xiàn)了增長趨勢。從測試數(shù)據(jù)看，各臺GCB出現(xiàn)導電回路電阻測試結(jié)果異常增長，到大修前的一段時間里，仍然能夠繼續(xù)安全運行，時間長達2年半時間，且運行過程中，溫升正常。因此懷疑測試結(jié)果是否真實？是否受到測試條件的影響？是否能真實反映GCB帶負荷運行時的觸頭接觸狀況。同時參考相關(guān)標準和資料，斷路器導電回路電阻測試結(jié)果與測試電流有密切的關(guān)系[2][3]。為此進行了GCB帶負荷電流后，保持合閘狀態(tài)下的導電回路電阻測試和超大電流導電回路電阻測試。

表1 桐柏電站1號發(fā)電機機組斷路器導電回路電阻測試值

表2 桐柏電站2號發(fā)電機機組斷路器導電回路電阻測試值

表3 桐柏電站3號發(fā)電機機組斷路器導電回路電阻測試值

表4 桐柏電站4號發(fā)電機機組斷路器導電回路電阻測試值

2 帶負荷現(xiàn)場測試數(shù)據(jù)分析

為了分析GCB在帶負荷運行時的觸頭接觸狀態(tài)，進行了GCB帶負荷電流后，保持合閘狀態(tài)下的導電回路電阻測試。

選擇某臺GCB進行該項試驗。該GCB上次定期試驗時，三相的導電回路電阻測試結(jié)果分別為36μΩ、15μΩ、28μΩ。試驗時，先安排發(fā)電機滿負荷運行30min后，將發(fā)電機負荷降至最低；拉開線路開關(guān)停機，保持GCB始終處于合閘狀態(tài)。用測試電流為600A的回路電阻測試儀對該GCB進行導電回路電阻測試，三相測試結(jié)果分別為5μΩ、4μΩ、4μΩ。保持GCB處于合閘狀態(tài)30min后，再次測試，測試結(jié)果不變。操作該GCB分合幾次后，再次測量，三相導電回路電阻測試值分別為37μΩ、12μΩ、25μΩ。

GCB帶負荷電流后，保持合閘狀態(tài)下的測試結(jié)果顯示，當GCB通過較大的負荷電流（約為9600A）一段時間后，其導電回路電阻值已降至可接受水平，但分合幾次后，導電回路電阻測試結(jié)果又恢復到較大的值。這個現(xiàn)象說明，之前在GCB檢修時，進行的導電回路電阻測試，其結(jié)果沒能真實反映GCB在帶負荷運行時的觸頭接觸狀態(tài)。

3 超大電流斷路器通路測試數(shù)據(jù)分析

為了使導電回路電阻測試結(jié)果能真實反映GCB帶負荷運行時的觸頭接觸狀況，嘗試使用HCT超大電流斷路器通路測試系統(tǒng)進行測試。超大電流斷路器通路測試系統(tǒng)基于蓄電池充放電原理，能最大提供10000A的直流測試電流，每次測試前須先對儀器充電，測試過程相當于對測試回路進行放電，測試電流是逐漸下降的，在放電過程中，采集測試電流和GCB兩端壓降值，可得到不同時間、不同電流下的導電回路電阻值。

根據(jù)現(xiàn)場實際情況以及斷路器實際工作電流，使用HCT超大電流斷路器通路測試系統(tǒng)對GCB滅弧室通以最大8054A的直流測試電流，測試電壓從85.264mV降至11.553mV，測試結(jié)果見表5。測試結(jié)果GCB導電回路電阻從11μΩ 降到8μΩ。第一次測試完成后，保持GCB處于合閘狀態(tài)，再次將儀器充電后，對GCB滅弧室通以最大8113 A的直流測試電流，測試電壓從62.813mV降至10.317 mV，測試結(jié)果見表6；測試結(jié)果從8μΩ 降到7μΩ。連續(xù)兩次測試結(jié)果顯示，當GCB通過較大的測試電流（約為8000 A）一段時間后，其導電回路電阻值已降至可接受水平，說明GCB導電回路電阻測試結(jié)果不僅與測試電流大小有關(guān)，也與測試時間（通流時間）有關(guān)。

表5 超大電流斷路器通路測試數(shù)據(jù)I

表6 超大電流斷路器通路測試數(shù)據(jù)II

通過發(fā)電機斷路器帶負荷試驗以及超大電流斷路器通路測試系統(tǒng)試驗明確的表明，持續(xù)的超大電流下的GCB導電回路電阻測試結(jié)果，更能反映GCB帶負荷電流運行時的觸頭接觸狀況。

4 結(jié)束語

通過發(fā)電機斷路器帶負荷后，保持合閘狀態(tài)下的導電回路電阻試驗以及超大電流下導電回路電阻測試可以看出，小電流下（常規(guī)直流100A～600A）GCB導電回路電阻測試結(jié)果有時不能真實反映GCB帶負荷電流時的觸頭接觸狀況，因此不能簡單的依據(jù)小電流下導電回路電阻測試超標，判斷GCB不能再安全運行；應盡量提高測試電流、延長測試時間反復測試；本文中超大電流下導電回路電阻測試結(jié)果達可接受水平的GCB是可以繼續(xù)安全運行的。

[1]韓曉輝.發(fā)電機斷路器在大容量機組上的應用[J].上海電力學院學報，2005，21（3）：229-233.

[2]劉希寬，等.斷路器接觸電阻分析與總結(jié)[J].一重技術(shù)，2006，（1）：68-70.

[3]楊 光，等.銅表面硫化膜形成及其電接觸特性[J].電子工藝技術(shù)，1999，20（3）：120-122.