唐志劍

（國網(wǎng)湖南省電力公司檢修公司 湖南長沙 410000）

500kV SF6斷路器二次回路障礙引起的分合閘不同期現(xiàn)象

唐志劍

（國網(wǎng)湖南省電力公司檢修公司 湖南長沙 410000）

本文針對瑞典ABB公司所產(chǎn)HPL550B2型500kV SF6斷路器，分析了引起斷路器分、合閘同期性超標(biāo)的主要原因，結(jié)合現(xiàn)場試驗，找到解決導(dǎo)致試驗數(shù)據(jù)超標(biāo)問題的關(guān)鍵點，為今后同類型斷路器調(diào)試工作提供指導(dǎo)。

西門子；斷路器；同期性；K9節(jié)點；短路

1 引言

在電力系統(tǒng)中，SF6斷路器是電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的終端設(shè)備，其可靠性直接關(guān)系到電力系統(tǒng)的可靠運(yùn)行，在例行試驗中需經(jīng)常檢查、調(diào)試和維護(hù)。其中斷路器機(jī)械特性的測試是斷路器最重要的例行試驗項目。

2 斷路器分、合閘同期性測試的意義

斷路器分、合閘同期性是指分閘或合閘時三相不同期的程度，要求不同期程度越小越好，斷路器分、合閘嚴(yán)重不同期，將造成線路或用電設(shè)備的非全相接入或切除。系統(tǒng)在短時間內(nèi)處于非全相運(yùn)行狀態(tài)，由于中性點電壓漂移，產(chǎn)生零序電流，將降低保護(hù)的靈敏度；中性點可能產(chǎn)生過電壓，引起中性點避雷器爆炸。此外，斷路器分閘不同期，將延長斷路器燃弧時間，使滅弧室壓力增高，加重斷路器負(fù)擔(dān)，可能產(chǎn)生危及設(shè)備絕緣的過電壓，對斷路器的觸頭也會帶來損傷，并造成發(fā)電機(jī)、變壓器同期并列運(yùn)行不良。因此，在交接和例行試驗時，必須對斷路器進(jìn)行三相分、合閘同期性試驗。

3 SF6斷路器試驗的方法

進(jìn)行SF6斷路器的機(jī)械特性同期性試驗必須將測試設(shè)備的分合閘控制線接如斷路器控制回路，斷路器的二次回路中連有輔助觸點接觸器，接觸器的作用和原理是：當(dāng)接觸器線圈通電后，線圈電流會產(chǎn)生磁場，產(chǎn)生的磁場使靜鐵心產(chǎn)生電磁吸力吸引動鐵心，并帶動交流接觸器點動作，常閉觸點斷開，常開觸點閉合，兩者是聯(lián)動的。當(dāng)線圈斷電時，電磁吸力消失，銜鐵在釋放彈簧的作用下釋放，使觸點復(fù)原，常開觸點斷開，常閉觸點閉合，它的主要附件為輔助觸點。

進(jìn)行輔助觸點操作過程中使得接觸器可以實現(xiàn)遠(yuǎn)方控制，同時為線路短路繼電保護(hù)用。在斷路器的二次回路控制中，接觸器可以實現(xiàn)低電壓小電流控制高電壓大電流，還可以實現(xiàn)控制回路與主回路的隔離。

4 現(xiàn)場測試

2013年3月，試驗人員在廣東鵝城±500kV換流變電站500kV交流場地，進(jìn)行了5611、5612、5613、5614斷路器的機(jī)械特性的測量工作，為ABB生產(chǎn)的斷路器型號為HPL550B2、額定電流：4000A、額定電壓：550kV、額定頻率：50Hz、生產(chǎn)廠家：瑞典ABB公司2002年生產(chǎn)?？刂苹芈冯妷簽橹绷?10V。

斷路器機(jī)構(gòu)為全彈簧斷路器、全彈簧SF6斷路器的滅弧原理是利用開斷短路電流時的電弧使SF6氣體熱膨脹的能量進(jìn)行吹弧，其分閘操作功約為壓氣式結(jié)構(gòu)斷路器的25倍左右，因此斷路器配用了全彈簧操作機(jī)構(gòu)。全彈簧操作機(jī)構(gòu)具有結(jié)構(gòu)簡單、傳動可靠、機(jī)械壽命長等特點，同時避免了氣動、液壓機(jī)構(gòu)存在的漏氣、漏油等潛在缺點，是電力系統(tǒng)在高電壓領(lǐng)域常采用的方式。

5 現(xiàn)場試驗數(shù)據(jù)

試驗人員首先對5611斷路器進(jìn)行了分、合閘試驗，測試數(shù)據(jù)如表1。

試驗人員發(fā)現(xiàn)5611斷路器存在分、合閘不同期現(xiàn)象，經(jīng)過反復(fù)測試，并對多次的合、分閘數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)合閘相間同期差總在9.1～ 10.1ms之間，標(biāo)準(zhǔn)差為5ms，超標(biāo)4～5ms、分閘相間同期差總在5.2～5.4ms之間，標(biāo)準(zhǔn)差為3ms，超標(biāo)2.2～2.3ms，導(dǎo)致三相不同期的原因為A相斷路器速度過慢。

表1

6 現(xiàn)場數(shù)據(jù)分析

根據(jù)歷史經(jīng)驗，斷路器機(jī)械部分和電氣兩方面進(jìn)行故障查找：

（1）電氣方面的故障主要有操作回路的故障；二次回路絕緣不良；轉(zhuǎn)換接點接觸不良，壓力不夠變位等使分合閘回路不通；斷路器密度繼電器閉鎖操作回路等；

（2）而機(jī)械部分故障主要是斷路器操作機(jī)構(gòu)失靈。傳動部分故障和斷路器本體的故障。其中操作機(jī)構(gòu)方面主要機(jī)構(gòu)脫扣，鐵芯卡死等。

（3）斷路器分合閘不同期可能是彈簧未儲能或未儲足，彈簧儲能鎖扣不可靠等故障。斷路器傳動部分的故障主要有系統(tǒng)所用元件的材料性能不好；電磁操作閥針桿生銹、卡死，行程不夠、偏卡；傳動機(jī)構(gòu)連接部分脫銷，連接松動等。三相共用一個操作機(jī)構(gòu)的斷路器，油、氣管配置不恰當(dāng)，也會引起斷路器不同期超標(biāo)現(xiàn)象。

（4）斷路器分合閘不同期超行程和拉桿卡澀等引起的現(xiàn)象。

（5）斷路器分合閘不同期可能液壓操作機(jī)構(gòu)油路管道中存在氣泡、液壓機(jī)構(gòu)壓力低于規(guī)定值，導(dǎo)致分合閘閉鎖，但是這臺500kV SF6斷路器無油路管道。所以試驗人員排除了液壓操作機(jī)構(gòu)油路管道中的問題。

試驗人員根據(jù)以往的經(jīng)驗初步判斷為機(jī)械部分故障：主要是A相斷路器彈簧機(jī)疲勞所致。導(dǎo)致彈簧壓力不夠，A相速度過慢，若進(jìn)行彈簧的調(diào)整及機(jī)構(gòu)故障回路的查找，要廠家人員進(jìn)行配合且檢修工期緊張，不具備操作條件。

7 現(xiàn)場測試結(jié)果

測試人員查看二次圖紙：斷路器如果進(jìn)行合閘操作必須將輔助觸點+K9及+K11的按鈕按住才能進(jìn)行合閘操作。

圖1 斷路器二次圖紙中合閘回路

圖2 斷路器二次圖紙中分閘回路

斷路器進(jìn)行分閘操作必須將+K9及+K10的按住才能進(jìn)行分閘操作。

圖3 斷路器輔助觸點人工按鈕操作圖

圖4 斷路器輔助觸點人工按鈕操作圖

圖5 斷路器接觸器輔助觸點圖

圖6 斷路器輔助觸點+K9觸點人工短路圖

試驗人員反復(fù)進(jìn)行了調(diào)整和引線的接觸面，排除了一次測試線接觸方面的影響，5611 SF6斷路器三相不同期現(xiàn)象仍然存在（如圖7）。

試驗人員認(rèn)真核對二次回路，發(fā)現(xiàn)分、合閘操作都通過輔助觸點+K9按鈕按住才能進(jìn)行操作。將輔助觸點+K9短接后，測試數(shù)據(jù)如表2。

8 結(jié)果分析

（1）測試數(shù)據(jù)如上：經(jīng)過測試發(fā)現(xiàn)5611A相SF6斷路器的合閘時間快了7～8ms，相間同期在合格范圍內(nèi)≤5ms，A相SF6斷路器的分閘時間快了4～5ms，相間同期在合格范圍內(nèi)≤3ms，數(shù)據(jù)為合格。為什么將A相 SF6斷路器的輔助觸點+K9進(jìn)行短路后，相間同期是合格的，我們仔細(xì)進(jìn)行了觀察，發(fā)現(xiàn)+K9的接觸器按紐是接觸不好、內(nèi)部觸點松動甚至接觸不到位。

圖7 斷路器二次接線原理圖

表2

（2）試驗人員認(rèn)真分析了斷路器的機(jī)構(gòu)：全彈簧機(jī)構(gòu)、全彈簧SF6斷路器進(jìn)行分、合閘操作時因為彈簧儲能到位、震動力量大、嘈聲大引起接觸器的部分缺陷、還是+K9接觸器出廠時工藝方面的缺陷引起的相間同期不合格。

（3）試驗人員發(fā)現(xiàn)+K9觸點松動、必須將+K9觸點短接后進(jìn)行測試工作方可出現(xiàn)合閘和分閘相間同期合格的現(xiàn)象。

9 結(jié)論

如果出現(xiàn)接觸器方面的問題，請運(yùn)行人員及時對有問題的接觸器進(jìn)行維修和更換，以避免斷路器合、分閘時二次回路引起的危及設(shè)備絕緣的過電壓。

[1]許穎，徐士行.過電壓護(hù)及絕緣配合.中國電力出版社，2006，9.

[2]王世閣.國產(chǎn)500kV輸變電設(shè)備運(yùn)行及事故分析.中國電力出版社，2006，9.

[3]陳家斌.怎樣處理電氣設(shè)備運(yùn)行中的異常.中國電力出版社，2005，7.

[4]中華人民共和國電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn).交流電氣裝置的過電壓保護(hù)和絕緣配合.

TM561.3

A

1004-7344（2016）15-0089-02

2016-4-21

唐志劍（1979-），男，技師，本科，主要從事高壓試驗等工作。