畢 旭，王梓任

（國網(wǎng)新源控股有限公司潘家口蓄能電廠，河北 唐山 064300）

1 引言

潘家口抽水蓄能電廠坐落在河北省遷西縣，自20世紀(jì)80年代開始運(yùn)行發(fā)電，迄今為止已有41年的歷史。本次事件是由于檢修期間對(duì)4號(hào)機(jī)出口開關(guān)04DL進(jìn)行電氣預(yù)防性試驗(yàn)，實(shí)測(cè)多次B相回路電阻數(shù)據(jù)最小值為112 μΩ，超過制造廠的規(guī)定且大于交接值的120%。

2 故障診斷

潘家口電廠4號(hào)機(jī)組出口開關(guān)04DL型號(hào)為FKG2S型SF6斷路器，斷路器安裝時(shí)間為2007年，至今已經(jīng)運(yùn)行15年。試驗(yàn)前04開關(guān)動(dòng)作次數(shù)為7611次，SF6壓力0.75 MPa（壓力正常），在本次4號(hào)機(jī)組C修期間，對(duì)04開關(guān)進(jìn)行電氣預(yù)試工作（未到試驗(yàn)周期，依據(jù)Q/GDW 11150《水電站電氣設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程》表13中規(guī)定SF6斷路器主回路電阻試驗(yàn)周期為3年），發(fā)現(xiàn)B相回路電阻超標(biāo)。實(shí)測(cè)多次B相回路電阻數(shù)據(jù)最小值為112 μΩ，最大測(cè)值為145 μΩ，超過制造廠的規(guī)定且大于交接值的120%（制造廠規(guī)定值：不大于 5 μΩ，交接值：6 μΩ）[1]。

3 問題排查

機(jī)組出口開關(guān)B相在2020年1月故障時(shí)進(jìn)行檢修，檢修后各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)均滿足標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)判斷，出口開關(guān)運(yùn)行約3年才可能會(huì)出現(xiàn)回路電阻超標(biāo)問題（9 μΩ左右），此次開關(guān)運(yùn)行僅15個(gè)月，不僅運(yùn)行時(shí)間短而且回路電阻超標(biāo)極其嚴(yán)重，初步判斷引起此次回路電阻超標(biāo)的原因?yàn)锽相極柱或其他部位存在隱蔽性缺陷，導(dǎo)致4號(hào)機(jī)組B相動(dòng)靜觸頭和觸指接觸面吸附較多雜質(zhì)，使接觸面阻值偏大。

故障發(fā)生后，潘家口電廠對(duì)4號(hào)機(jī)組04開關(guān)B相進(jìn)行拆除工作，拆除過程中發(fā)現(xiàn)SF6控制鎖中閥塞卡死如圖1所示，閥塞中密封由于受力不均發(fā)生變形，閥塞無法進(jìn)入導(dǎo)向槽內(nèi)，變形情況如圖2所示，損壞SF6控制鎖閥塞與正常進(jìn)行對(duì)比如圖3所示。

圖1 SF6控制鎖閥塞堵塞照片

圖2 損壞的SF6控制鎖芯

圖3 SF6控制鎖閥塞對(duì)比圖

正常運(yùn)行各相氣室相通，開關(guān)密度繼電器檢測(cè)三相總體壓力，無法單獨(dú)檢查B相極柱SF6氣體壓力。同時(shí)因B相未解體，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)現(xiàn)象，初步分析，在2020年開關(guān)檢修后充氣過程中B相極柱內(nèi)無法充入氣體或充入氣體較少，滅弧室SF6氣體不足，滅弧能力不夠，隨著斷路器開斷，拉弧觸頭也隨之燒損，弧觸頭燒蝕情況如圖4所示，燒損后雜質(zhì)堆積在滅弧室內(nèi)動(dòng)靜觸頭接觸面，導(dǎo)致B相回路電阻超標(biāo)，滅弧室情況如圖5所示。

圖4 弧觸頭燒蝕情況

圖5 滅弧室情況

4 故障處理

4.1 原因分析

針對(duì)故障情況，我廠組織經(jīng)研院專家以及設(shè)備廠家對(duì)故障原因進(jìn)行分析。參會(huì)專家根據(jù)故障極柱解體與試驗(yàn)情況并聽取我廠情況描述，確定缺陷發(fā)生的原因?yàn)樯弦淮伍_關(guān)故障搶修時(shí)，在回裝B相極柱SF6控制鎖過程中，出現(xiàn)控制鎖內(nèi)閥塞因安裝質(zhì)量而卡死的問題。圖6、圖7分別為正常SF6控制鎖狀態(tài)與故障時(shí)SF6控制鎖狀態(tài)。

圖6 正常SF6控制鎖狀態(tài)

圖7 故障時(shí)SF6控制鎖狀態(tài)

由于在回裝B相極柱SF6控制鎖過程中，控制鎖內(nèi)閥塞因安裝質(zhì)量問題卡死，出口開關(guān)回充SF6氣體時(shí)，B相極柱內(nèi)沒有充入SF6氣體，極柱臟污情況如圖8所示，B相極柱在常壓空氣中工作引起滅弧能力降低，開關(guān)在分?jǐn)嘈‰娏鲿r(shí)產(chǎn)生熱量比正常情況下多，導(dǎo)致氧化效果加劇引起回路電阻超標(biāo)。同時(shí)又因?yàn)閯?dòng)靜觸頭內(nèi)涂抹潤滑膏較多，斷路器在分?jǐn)嚯娏髯饔孟庐a(chǎn)生較多雜質(zhì)，導(dǎo)致回路電阻阻值增大[2]。

圖8 極柱臟污情況

4.2 故障處理過程

B相極柱在搶修過程中由于安裝質(zhì)量問題導(dǎo)致SF6控制鎖閥塞卡死，由于此處為隱蔽施工點(diǎn)，回裝過程中無法檢查安裝情況，所以此缺陷無法進(jìn)行正常發(fā)現(xiàn)。由于閥塞鎖死，在后續(xù)抽真空以及回充SF6氣體時(shí)，B相極柱內(nèi)始終處于常壓空氣狀態(tài)。B相極柱滅弧能力降低，開關(guān)在分?jǐn)嘈‰娏鲿r(shí)產(chǎn)生熱量比正常情況下多，導(dǎo)致氧化效果加劇引起回路電阻超標(biāo)。

（1）組織更換04開關(guān)B相極柱。收集開關(guān)內(nèi)的SF6氣體，拆除B相極柱并安裝新極柱，新極柱安裝完畢，對(duì)開關(guān)進(jìn)行抽真空處理后向開關(guān)內(nèi)充入SF6氣體至額定壓力750 bar。

（2）試驗(yàn)檢驗(yàn)：

1）斷路器時(shí)間特性試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果合格。

2）斷路器直阻測(cè)試，試驗(yàn)結(jié)果合格。

3）微水測(cè)試，試驗(yàn)結(jié)果合格。

4）交流耐壓試驗(yàn)，試驗(yàn)電壓42 kV，試驗(yàn)合格。

5 結(jié)論與預(yù)防

通過對(duì)本次試驗(yàn)期間發(fā)現(xiàn)電阻值超標(biāo)的問題進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)在現(xiàn)場(chǎng)存在部分問題需要改進(jìn)。本次問題主要在于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理，檢修時(shí)需對(duì)控制鎖解體，由于此處為隱蔽施工點(diǎn)，回裝過程中無法檢查安裝情況，這就增加施難度的同時(shí)增加了故障發(fā)生的概率。

為預(yù)防和控制同類缺陷再次發(fā)生，潘家口電廠可結(jié)合檢修對(duì)落后部件進(jìn)行升級(jí)改造，加強(qiáng)培訓(xùn)力度，提升專業(yè)人員水平，同時(shí)加強(qiáng)廠家人員施工時(shí)的監(jiān)督，進(jìn)而確保機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行。