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        隔離開(kāi)關(guān)溫度過(guò)高故障情況分析

        2018-11-07 07:09:54駿
        水電站機(jī)電技術(shù) 2018年10期
        關(guān)鍵詞:觸指基里額定電流

        付 駿

        (國(guó)網(wǎng)新源控股有限公司潘家口蓄能電廠,河北 唐山064309)

        引言

        基里?、筇?hào)水電站位于柬埔寨王國(guó)西南部國(guó)公省,是國(guó)網(wǎng)新源國(guó)際水電開(kāi)發(fā)有限公司以BOT方式在柬埔寨開(kāi)發(fā)的水電項(xiàng)目,此電站共有2臺(tái)單機(jī)容量為9.0MW立式軸流式水輪發(fā)電機(jī)組,總裝機(jī)容量18MW。2012年4月份基里?、筇?hào)電站進(jìn)入發(fā)電試運(yùn)行階段,9月份進(jìn)入正式商業(yè)運(yùn)行,目前已投運(yùn)5年。

        1 機(jī)組部件簡(jiǎn)介

        基里隆Ⅲ號(hào)水電站采用的是SF9000-8/2830型發(fā)電機(jī),額定轉(zhuǎn)速750r/min,額定定子電流970.3A,額定功率9.0MW,總裝機(jī)容量18MW。主變?yōu)殡p繞組,容量25000kVA變壓器,高壓側(cè)115kV,低壓側(cè)6.3kV,2臺(tái)9.0MW立式混流發(fā)電機(jī)共用1臺(tái)出口隔離開(kāi)關(guān),共用1臺(tái)變壓器。

        2 故障發(fā)生的經(jīng)過(guò)

        2017年5月21 日09:30時(shí),運(yùn)維人員在用紅外成像儀對(duì)廠房開(kāi)關(guān)進(jìn)行溫度測(cè)量時(shí)發(fā)現(xiàn)F15開(kāi)關(guān)B、C相溫度高達(dá)到140℃,隨即向柬埔寨調(diào)度(EDC)進(jìn)行匯報(bào),并提出體積申請(qǐng)。10:17時(shí)EDC批準(zhǔn)基Ⅲ2臺(tái)機(jī)組停機(jī),10:19時(shí)基Ⅲ2臺(tái)機(jī)組停機(jī),11:00時(shí)做好F15隔離開(kāi)關(guān)檢查的安全措施后,對(duì)F15隔離開(kāi)關(guān)本體進(jìn)行檢查。檢查發(fā)現(xiàn)A、C相下端觸頭、觸指、觸臂有過(guò)熱現(xiàn)象,B相上端與下端觸頭、觸指、觸臂有過(guò)熱現(xiàn)象。對(duì)過(guò)熱部件進(jìn)行更換后F15隔離開(kāi)關(guān)插拔正常,無(wú)卡澀情況。16:09時(shí)向EDC申請(qǐng)開(kāi)機(jī)試驗(yàn),16:22時(shí)3號(hào)機(jī)組并網(wǎng)發(fā)電,16:25時(shí)4號(hào)機(jī)組并網(wǎng)發(fā)電。

        2017年11月29 日07:23:13時(shí)基Ⅲ電站監(jiān)控系統(tǒng)報(bào):發(fā)電機(jī)保護(hù)動(dòng)作停機(jī),3號(hào)機(jī)組電氣事故停機(jī)(流程自啟動(dòng)),發(fā)電機(jī)保護(hù)動(dòng)作停機(jī),4號(hào)機(jī)組電氣事故停機(jī)(流程自啟動(dòng))。07:23:17時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)報(bào):電氣過(guò)速150%啟動(dòng),4號(hào)機(jī)組4號(hào)機(jī)緊急停機(jī)操作(流程自啟動(dòng)),機(jī)械過(guò)速140%啟動(dòng),3號(hào)機(jī)組緊急停機(jī)操作(流程自啟動(dòng))。07:29:44時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)顯示4號(hào)機(jī)組緊急停機(jī)操作成功(流程自啟動(dòng)),07:31:21時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)顯示3號(hào)機(jī)組緊急停機(jī)操作成功(流程自啟動(dòng))。

        在機(jī)組停機(jī)過(guò)程中對(duì)廠房設(shè)備及機(jī)組保護(hù)動(dòng)作情況進(jìn)行檢查,發(fā)現(xiàn)3號(hào)、4號(hào)機(jī)組保護(hù)柜發(fā)電機(jī)定子接地保護(hù)動(dòng)作,同時(shí)發(fā)現(xiàn)6.3kV母線室內(nèi)有膠皮氣味。07:32時(shí)上位機(jī)拉開(kāi)CB13開(kāi)關(guān),現(xiàn)地拉開(kāi)DS13-1隔離刀閘。在做好安全措施后打開(kāi)F15開(kāi)關(guān)柜門(mén)時(shí)發(fā)現(xiàn)F15開(kāi)關(guān)柜內(nèi)有大量黑色橡膠顆粒。搖出F15開(kāi)關(guān)進(jìn)行檢查,檢查發(fā)現(xiàn)F15開(kāi)關(guān)B相下端觸指、觸臂、靜觸頭、絕緣套筒全部燒毀,隨即組織人員對(duì)F15開(kāi)關(guān)進(jìn)行緊急處理。

        在機(jī)組靜態(tài)后,查詢(xún)本次機(jī)組跳機(jī)時(shí)的歷史曲線,發(fā)現(xiàn)4號(hào)機(jī)組轉(zhuǎn)速最高達(dá)到153%,3號(hào)機(jī)組轉(zhuǎn)速最高達(dá)到142%。4號(hào)機(jī)組導(dǎo)葉關(guān)閉時(shí)間為26s,3號(hào)機(jī)組導(dǎo)葉關(guān)閉時(shí)間為14s。2臺(tái)機(jī)組甩負(fù)荷前后蝸殼壓力正常。3號(hào)、4號(hào)機(jī)組水車(chē)室頂蓋螺栓、連桿、拐臂、剪斷銷(xiāo)檢查未見(jiàn)異常,開(kāi)關(guān)站設(shè)備檢查未見(jiàn)異常。21:19:38時(shí)CB13斷路器合閘成功,21:31時(shí)廠用電恢復(fù)正常方式運(yùn)行。11月30日對(duì)3、4號(hào)機(jī)組定、轉(zhuǎn)子進(jìn)行檢查未見(jiàn)異常。13:39時(shí)3號(hào)機(jī)空載啟動(dòng)試驗(yàn)成功,14:42時(shí)3號(hào)機(jī)組并網(wǎng)發(fā)電,17:33時(shí)4號(hào)機(jī)組并網(wǎng)發(fā)電。

        圖1 燒損的F15隔離開(kāi)關(guān)

        圖2 修復(fù)后的隔離開(kāi)關(guān)

        3 故障分析及排查

        3.1 初步分析故障可能的原因

        (1)梅花觸頭的緊固彈簧張緊力不足,造成梅花觸頭與靜觸頭間接觸不良,接觸電阻較大,發(fā)熱較大。

        (2)柬埔寨氣候潮濕,空氣濕度大,易對(duì)金屬部件造成銹蝕。

        (3) 5月21日對(duì)F15隔離開(kāi)關(guān)梅花觸頭,靜觸頭進(jìn)行了更換,11月29日出現(xiàn)F15隔離開(kāi)關(guān)B相下端觸頭燒毀,查閱設(shè)備參數(shù)發(fā)現(xiàn)發(fā)電機(jī)的額定電流為970A,發(fā)電機(jī)出口斷路器G3、G4開(kāi)關(guān)的額定電流為3150A,6.3kV母線F15隔離開(kāi)關(guān)的額定電流為2500A,分析判斷為F15隔離開(kāi)關(guān)容量偏小。

        3.2 故障排查

        更換備件后,檢查F15隔離開(kāi)關(guān)抽出式組件動(dòng)作靈活,梅花觸頭外側(cè)的緊固彈簧張緊力正常,梅花觸頭與靜觸頭接觸良好。

        對(duì)F15隔離開(kāi)關(guān)未燒損的A、C相進(jìn)行檢查,梅花觸頭與靜觸頭未發(fā)現(xiàn)銹蝕情況,梅花觸頭與靜觸頭接觸部分有過(guò)熱、燒灼的痕跡。

        3.3 故障處理

        (1)2017年05月24日對(duì)F15隔離開(kāi)關(guān)B相、C相梅花觸頭進(jìn)行了更換,清理F15隔離開(kāi)關(guān),并進(jìn)行耐壓試驗(yàn),試驗(yàn)結(jié)果滿(mǎn)足運(yùn)行要求。

        (2)2017年11月29日對(duì)F15隔離開(kāi)關(guān)B相下端損毀部分進(jìn)行了更換,清理F15隔離開(kāi)關(guān),進(jìn)行耐壓試驗(yàn),試驗(yàn)結(jié)果合格。

        (3)在2018年4月基里隆Ⅲ電站進(jìn)行C級(jí)檢修工作時(shí)對(duì)F15隔離開(kāi)關(guān)三相的梅花觸頭、靜觸頭進(jìn)行了容量升級(jí),提高F15隔離開(kāi)關(guān)的容量。

        3.4 防控措施

        (1)定期使用紅外線成像儀對(duì)F15隔離開(kāi)關(guān)進(jìn)行溫度測(cè)試,建立溫度臺(tái)帳。

        (2)根據(jù)測(cè)量的溫度適當(dāng)調(diào)整2臺(tái)機(jī)組的無(wú)功負(fù)荷,降低定子電流,減少F15隔離開(kāi)關(guān)的負(fù)擔(dān)。

        (3)聯(lián)系廠家給出改進(jìn)方案,根據(jù)方案采購(gòu)較大容量的梅花觸頭與靜觸頭。

        3.5 原因分析

        F15隔離開(kāi)關(guān)采用的是64片梅花觸頭。梅花觸頭與靜觸頭之間是點(diǎn)接觸并通過(guò)緊固彈簧進(jìn)行固定。發(fā)電機(jī)的額定電流為970A,6.3kV母線F15隔離開(kāi)關(guān)的額定電流為2500A。F15隔離開(kāi)關(guān)作為基里隆Ⅲ電站2臺(tái)機(jī)組的出口隔離開(kāi)關(guān),通過(guò)的電流為3、4號(hào)機(jī)組實(shí)際電流之和。2臺(tái)機(jī)組發(fā)電時(shí)出口電流接近隔離開(kāi)關(guān)的額定電流,特別是機(jī)組連續(xù)發(fā)電時(shí)期,這會(huì)加大隔離開(kāi)關(guān)的負(fù)擔(dān),產(chǎn)生較大熱量,降低彈簧的張緊力,增大了梅花觸頭與靜觸頭之間的接觸電阻,造成F15隔離開(kāi)關(guān)燒損。

        4 結(jié)論和建議

        基里?、箅娬綟15隔離開(kāi)關(guān)溫度高并出現(xiàn)觸指燒損情況的原因主要是隔離開(kāi)關(guān)的容量偏小。當(dāng)機(jī)組連續(xù)發(fā)電時(shí)F15隔離開(kāi)關(guān)的負(fù)荷較大,溫度升高。較高的溫度會(huì)降低梅花觸頭緊固彈簧張緊力,使梅花觸頭與靜觸頭間受力不均勻,增大了部分梅花觸頭的接觸電阻,最終造成觸指燒損。為了避免此類(lèi)問(wèn)題再次出現(xiàn),應(yīng)加強(qiáng)設(shè)備的巡視檢查力度,定期使用紅外成像儀,對(duì)廠內(nèi)及開(kāi)關(guān)站各個(gè)開(kāi)關(guān)定期進(jìn)行測(cè)溫及觀察,并建立相關(guān)臺(tái)帳記錄。堅(jiān)持設(shè)備定期保養(yǎng)制度,認(rèn)真執(zhí)行設(shè)備定期清掃預(yù)試工作,利用設(shè)備停電機(jī)會(huì)對(duì)日常不能檢查到的設(shè)備進(jìn)行認(rèn)真檢查維護(hù),及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理設(shè)備的缺陷和隱患,保證機(jī)組的安全可靠運(yùn)行。

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