發電機出口真空斷路器拒絕分閘事故處理

吳德強 楊明玲

（湖南澧水流域水利水電綜合開發有限責任公司 長沙市 410014）

斷路器具有完善的滅弧裝置和高速的傳動機構，它能接通和斷開各種狀況下高壓電路中的電流，用以完成主接線運行方式的改變和盡快切除故障電路，發電機斷路器的主要作用是在于簡化運行操作程序，減小發電機和變壓器的事故范圍，簡化同期操作、提高其可靠性，方便調試和維護。

操作機構是斷路器的關鍵部件之一。操作機構由儲能機構、自由脫扣機構等組成。在斷路器工作中操作機構要可靠地完成合閘動作（機構過死點），合閘動作完成后殘余能量要小，以提高斷路器的機械壽命與合閘的可靠性。

皂市水電站地處常德市石門縣皂市鎮，裝機2× 60=120MW，混流式機組，發電機額定電壓為10.5kV，發電機出口真空斷路器（柜體為西門子3AH3系列，斷路器為德國8BK40型原裝進口，開關編號20065907），變壓器額定容量為75000MVA。單機帶單變接入220kV母線，斷路器出廠試驗及2007年6月的現場交接試驗均合格。2008年5月3日投入運行。

1 事故經過簡介

2008年5月22日，1#發電機處于檢修態，2#發電機正常運行，1#、2#主變壓器正常運行，晚上23∶25分，中調要求皂市水電站停2#發電機。2#發電機監控系統自動停機時出口斷路器320（西門子8BK40型）拒絕分閘。在遠方、現地電動均不能分閘。值長現地檢查發現320開關本體并無異常，要求一次和二次人員到現場處理。檢修人員到達現場檢查后，檢查320斷路器分閘控制回路正常，經值長許可，短接 320斷路器Ⅰ路分閘回路端子 X3：300和X3：327、Ⅱ路分閘回路端子X3：300和X3：331均不能使其分閘。后來一次人員在斷路器本體柜門上機械分閘，斷路器仍未能分閘，初步判斷320斷路器可能機構卡死。5月23日凌晨4點，斷開2#變壓器高壓側620斷路器，2#發電機停機申請檢修。

2008年6月4日，1#、2#發電機正常運行，1#、2#主變壓器正常運行，凌晨1∶00分左右，皂市水電站2#機組通過監控系統自動停機時，320開關再次拒絕分閘，導致停機流程退出。專業人員在遠方、現地電氣手動、機械本體操作方式下操作，均不能使其分閘。打開320開關機構箱面板，發現與5月23日情況一樣，分閘機構已卡死。6月4日凌晨3點，斷開2#變壓器高壓側620斷路器，2#發電機停機申請檢修。

2 事故處理過程

（1）2008年5月23～24日皂市水電站技術人員同廠家一起檢查了320斷路器機構，發現拉桿被卡住，對拉桿強行撬動后，斷路器得以分閘。當時的處理是對斷路器動觸頭底部絕緣拉桿長度進行了調整，三相均縮短了1mm左右，調整后斷路器多次分合閘試驗均正常。后投入運行。

（2）2008年6月4日，廠家在分合閘拉桿的合閘能量反沖處墊加了一塊厚度為1mm的墊片；將5月23日處理的絕緣拉桿縮短重新調整，將開關三相開距由原來的10.4mm、10.7mm、11.0mm統一調整為10.4mm。并對開關進行了多次分合閘試驗均正常。后投入運行。

（3）2008年7月13～15日，皂市電站技術專業人員會同廠家對320斷路器進行了分合閘時間、分合閘角速度、分合閘時間不同期、合閘彈跳時間、開關轉角五個項目特性測試。測試的試驗數據（表1）中發現開關轉角偏大、分閘角速度偏大。技術人員會同廠家現場進行了多次的調整、調試及試驗，320斷路器最終試驗數據（表2）中，斷路器轉角由原來的62.7°減小為59.5°；分閘角速度由原來的7.4°/ms，7.2°/ms，7.4°/ms統一調整為4.9°/ms；再次調整斷路器動觸頭底部絕緣拉桿長度來調整開關的開距，再次將開關三相的10.4mm、10.4mm、10.4mm調整為11.2mm、11.2mm、10.9mm。

表1 320斷路器7月13日調整前試驗數據

表2 320斷路器7月15日調整后試驗數據

3 事故原因分析及處理

2008年7月15日，皂市電站技術專業人員會同廠家針對320斷路器的測試數據，結合事故的原因及過程進行了詳細的分析，分析結果是320開關合閘能量過大，原因及處理方式如下：

（1）320斷路器合閘能量過大，造成分合閘拉桿已過頭，致使機構被卡死，儲能電機驅動的連軸不能帶動分合閘拉桿，6月4日已經在分合閘拉桿的合閘能量反沖處墊加了一塊厚度為1mm的墊片，用以緩沖合閘能量，不會致使機構卡死。

（2）針對320斷路器開關轉角偏大，廠家調高分閘緩沖器的高度來減小開關轉角。而開關轉角變小就可以改變分合閘時操作機構力徑，能夠減緩合閘能量，同時也可以減小分閘角速度。

（3）針對320斷路器分閘角速度變大，廠家和專業技術人員通過對開關多次試驗，經過認真分析試驗數據后采取重新調整斷路器動觸頭底部絕緣拉桿長度，增大開關開距來減小分閘角速度。所以廠家5月23日及6月4日縮短絕緣拉桿長度的處理方式是方向性錯誤。

4 防范措施

（1）加強對320斷路器的操作機構的監視，在320斷路器正常投入運行期間，我們將其開關操作面板拆除，將柜門鎖好，通過柜門可以監視斷路器操作機構。

（2）由專業人員定期對這次處理過程中調整過的機構重點檢查，檢查合閘緩沖器處所加的墊片有無松動，檢查分閘緩沖器上下端螺栓有無松動。

（3）在每年的檢修過程中，對320開關進行動作特性試驗，對比廠家試驗數據，歷次試驗數據及規程規范做綜合分析。如有異常及時聯系廠家。

經過2009至今這幾年的監視與試驗跟蹤，合閘緩沖器處所加的墊片無松動，分閘緩沖器上下端螺栓無松動。開關歷次試驗數據合格，也從未出現過拒絕分閘事故。開關320斷路器運行狀況很好，廠家7月13日對320斷路器分析及處理方式是合理正確的。

5 結 語

本次發電機出口320斷路器拒絕分閘事故引起機組兩次被迫退出運行，廠家和專業技術人員第一次分析和處理不全面，導致同樣的事故出現第二次，造成較大經濟損失。所以針對開關操作機構故障，廠家和專業人員因先對開關結構進行認真仔細分析；再者廠家對這種全進口斷路器極少出現的故障，在不能保證正確處理的情況下，應全面分析原因，慎重考慮處理方式。