220 kV斷路器合閘線圈燒損原因分析及處理

畢旭，孟德霞，康旭

（國網(wǎng)新源控股有限公司潘家口蓄能電廠，河北唐山064309）

220 kV斷路器合閘線圈燒損原因分析及處理

畢旭，孟德霞，康旭

（國網(wǎng)新源控股有限公司潘家口蓄能電廠，河北唐山064309）

潘家口電廠為抽水蓄能電廠，該廠升壓站電壓等級為220 kV，采用兩回進線，升壓站共有12臺型號為：LTB245E1型的單柱式斷路器，斷路器依靠SF6氣體滅弧，此次故障開關(guān)為潘遵I回線線路開關(guān)，因操作機構(gòu)原因?qū)е潞祥l線圈燒損。本文對故障原因及處理情況進行介紹。

操作結(jié)構(gòu)；220 kV；斷路器

0 引言

潘家口電廠220 kV升壓站，使用12臺單柱式型號為LTB245E1型的SF6開關(guān)，此次故障的斷路器2008年投入運行，為線路斷路器，投運至今長期處于合閘儲能的狀態(tài)。此次故障為斷路器在合閘時未能正常合閘，線圈長時間帶電存在電流，導(dǎo)致線圈燒損。線圈匝數(shù)為2 750+1 250，共計4 000匝，在此前2017年3月26日進行的例行維護檢查及電氣設(shè)備性能預(yù)防性試驗中未見異常。

1 現(xiàn)象描述

2017年4月28日01：18，在進行開關(guān)站全停后，恢復(fù)送電操作過程中，已按操作票操作“合上2213-2、合上2213-5”完畢，按照調(diào)度指令操作至“調(diào)令：合上潘遵Ⅰ回線2213開關(guān)”，操作人在監(jiān)控系統(tǒng)操作員站執(zhí)行：合上潘遵Ⅰ回線2213開關(guān)。檢查監(jiān)控系統(tǒng)2213開關(guān)位置未變位，監(jiān)控系統(tǒng)報“潘家口升壓站潘遵一線220 kV_2213DL開關(guān)三相不一致動作”“潘家口升壓站潘遵一線220 kV_2213 DL開關(guān)啟動失靈跳閘動作”。立即組織維護人員現(xiàn)地檢查，A相合閘線圈燒損，A相合閘不成功，B、C合閘正常，終止操作，向調(diào)度申請2213開關(guān)轉(zhuǎn)冷備用。

2 原因分析及排查

（1）情況梳理：根據(jù)現(xiàn)場情況梳理分析可能導(dǎo)致缺陷發(fā)生的各種因素，經(jīng)分析原因如下：

1）控制回路接線錯誤導(dǎo)致合閘線圈燒損。

2）A相合閘線圈自身存在絕緣不良或短路，線圈過流燒損，未能合閘。

3）操作機構(gòu)存在缺陷，導(dǎo)致開關(guān)合閘時A相線圈燒損。

（2）問題排查：對可能導(dǎo)致缺陷發(fā)生的各種因素檢查分析(排除法、直觀法、試驗法、待跟蹤）。

1）檢查潘遵一線輔助保護盤P14保護插箱。首先檢查控制回路各部分接線與圖紙核對，檢查電源回路正常。在廠家技術(shù)人員到現(xiàn)場更換合閘掣子后，從監(jiān)控系統(tǒng)強制開出2213開關(guān)A相合閘指令，A相合閘正常，說明控制回路接線正確。

2）線圈自身存在絕緣不良或短路，導(dǎo)致線圈燒損，未能合閘。在2017年3月26日大停電期間，對線圈直流電阻進行測試，測試線圈電阻為207 Ω，在正常范圍內(nèi)。所以可以排除由于線圈自身絕緣不良或存在短路問題，引起合閘不成功。

3）在廠家到達現(xiàn)場后，詳細檢查A相操作箱內(nèi)各操作機構(gòu)，針對以下幾點進行了詳細排查：

①A相合閘時線圈銜鐵與鐵心間間隙過小，撞擊力度不足，未能及時切斷合閘電源，燒損線圈，合閘失敗。

2017年3月26日第一次全站停電期間，現(xiàn)地檢查銜鐵與線圈鐵心間間隙，在正常范圍內(nèi)（大于1 mm），且當(dāng)日進行分合閘試驗正常，未出現(xiàn)異常，可以排除此次A相銜鐵與線圈鐵心間間隙過小原因造成的合閘不成功。3月26日檢查圖見圖1。

圖1 銜鐵與鐵心之間距檢查情況（應(yīng)為1 mm以上距離）

②A相合閘彈簧處于長期儲能狀態(tài)，導(dǎo)致彈簧預(yù)緊力過大，銜鐵不能正常釋放，未能及時切斷合閘電源，燒損線圈，合閘失敗。

2017年3月26，冀北電科院對2213開關(guān)進行電氣預(yù)防性試驗，對2213開關(guān)時間參量及同步性、2213開關(guān)分、合閘電磁鐵動作電壓進行測試，未發(fā)現(xiàn)異常。4月28日線圈故障后，邀請廠家技術(shù)人員到廠更換新合閘掣子后，對開關(guān)進行分合閘速度特性測試，發(fā)現(xiàn)A相開關(guān)速度為8.4 m/s，速度超過廠家規(guī)定值的7.4～7.8 m/s范圍。速度過快說明合閘彈簧預(yù)緊力過大，在合閘掣子上的作用力也相應(yīng)增大，銜鐵動作的力也相應(yīng)增加。而線圈不能提供足夠的沖擊力讓銜鐵動作時，則造成合閘機構(gòu)卡澀，致使線圈長時間帶電（5 s），造成線圈燒損，引起合閘不成功。圖2為合閘過程結(jié)構(gòu)動作介紹。

圖2 合閘過程結(jié)構(gòu)動作示意圖

（3）A相合閘摯子存在內(nèi)部卡澀，未能及時切斷合閘電源，A相合閘線圈較長時間帶電，燒損線圈，合閘失敗。

2213DL合閘摯子存在內(nèi)部卡澀，導(dǎo)致未能及時切斷合閘電流，燒損線圈，合閘不成功。2017年3月26日，進行斷路器電氣試驗時，未對合閘掣子潤滑度進行檢查，原因為開關(guān)站斷路器說明書中對于機構(gòu)的維護保養(yǎng)日期為15年或5 000次，潘家口電廠開關(guān)投運于2008年，至今不滿10年，截止4月29日動作次數(shù)為229次，遠遠低于說明書規(guī)定范圍。所以停電未對機構(gòu)進行檢查。此次事件中合閘掣子存在潤滑不足現(xiàn)象，為產(chǎn)生此次事件的次要原因。

3 原因確定與分析

（1）原因確定

合閘彈簧預(yù)緊力過大，導(dǎo)致合閘掣子動作需要更大的力，當(dāng)線圈提供的力量無法動作合閘掣子時，則造成合閘機構(gòu)卡澀，致使線圈長時間帶電（5 s），造成線圈燒損。

（2）原因分析

A相線圈燒損原因為2213開關(guān)長期處于合閘狀態(tài)，盤式彈簧處于長期儲能狀態(tài)，導(dǎo)致性能穩(wěn)定性變差。對2213開關(guān)進行分合閘速度特性測試，發(fā)現(xiàn)A相開關(guān)速度為8.4 m/s，速度超過廠家規(guī)定值的7.4～7.8 m/s范圍。速度過快說明合閘彈簧壓力大，在合閘掣子上的作用力也相應(yīng)增大，銜鐵動作的力也相應(yīng)增加。而線圈不能提供足夠的沖擊力讓銜鐵動作時，則造成合閘不成功，線圈將長時間帶電（5 s），造成線圈燒損。A相合閘彈簧壓緊力過大且掣子略有卡澀現(xiàn)象，為2213開關(guān)合閘線圈燒損的主要原因。更換合閘線圈后，進行2213開關(guān)A相分合閘時間參量、2213開關(guān)A相分合閘速度特性、2213開關(guān)分合閘電磁鐵動作電壓、2213開關(guān)三相同步性測試及調(diào)整。并經(jīng)現(xiàn)地、遠方現(xiàn)地傳動試驗正常。A相處理完畢后對B、C相彈簧情況進行檢查及測試，未發(fā)現(xiàn)異常；對B、C相分、合閘掣子進行潤滑，無卡澀。

4 缺陷處理

（1）拆除原燒毀的合閘掣子，更換新的合閘掣子，安裝速度測試傳感器進行速度測試；測試合閘速度為8.4 m/s，分閘速度7.8 m/s，合閘速度過快，分閘速度則較規(guī)定值慢。現(xiàn)場調(diào)整合閘儲能角度降低15°后速度降至7.8 m/s，調(diào)整分閘彈簧壓緊度，將分閘速度調(diào)整到8.1 m/s。調(diào)整部位及角度見圖3。

圖3

（2）對2213開關(guān)A相單柱進行時間測試，未進行分合閘彈簧調(diào)整時，合閘時間調(diào)整之前為27.5 ms，分閘時間為16.1 ms，雖均在規(guī)定范圍內(nèi)，但因彈簧調(diào)整后，影響分合閘時間，經(jīng)多次反復(fù)試驗調(diào)整，最終合閘時間為27.8 ms、合閘速度7.8 m/s；分閘時間15.8 ms、合閘速度為8.1 m/s。

（3）對2213開關(guān)合閘掣子進行潤滑，使用專業(yè)潤滑油進行重點部位潤滑（圖4）。

（4）A相處理完畢后，分別對B、C相的合閘、分閘速度及時間進行測試，B、C相合閘速度及時間均在規(guī)定范圍，但分閘速度稍慢，分別對B、C相分閘彈簧進行調(diào)整，將分閘速度分別調(diào)整至8.1 m/s和8.3 m/s。

圖4 為三相分合閘掣子進行潤滑

（5）將三相合閘、分閘速度均調(diào)整至正常范圍內(nèi)后，使用專業(yè)潤滑油對分、合閘掣子重點部位進行充分潤滑，防止運行過程中出現(xiàn)卡澀現(xiàn)象。

5 總結(jié)

通過此次缺陷的處理，表現(xiàn)出運維人員認知水平能力不足，對斷路器特性檢測方法及內(nèi)容考慮不周，在今后的工作中應(yīng)制定詳細的斷路器檢查項目，對一些特定參數(shù)進行定期檢測及維護。

TV738

B

1672-5387（2017）12-0025-03

10.13599/j.cnki.11-5130.2017.12.010

2017-11-01

畢旭（1989-），男，助理工程師,從事水電廠發(fā)電機運維管理工作。