變電站高壓斷路器液壓機(jī)構(gòu)異常解決策略

摘要： 本文通過(guò)對(duì)高壓斷路器液壓操作機(jī)構(gòu)常見(jiàn)的故障現(xiàn)象，并通過(guò)深入分析該斷路器液壓機(jī)構(gòu)運(yùn)行原理，解析出故障的原因，最后從運(yùn)行的角度提出此類斷路器故障處理策略。

關(guān)鍵詞：500kV斷路器;故障原因;分析;解決策略

一、概述

目前我們變電站500kV系統(tǒng)共有九臺(tái)3AT2E1型號(hào)斷路器。550kV 3AT2E1 SF6高壓斷路器是德國(guó)西門子（杭州）公司制造的，一種采用SF6氣體作為絕緣和滅弧介質(zhì)的壓氣式高壓開(kāi)關(guān)，三相設(shè)計(jì)戶外式。其每相有二個(gè)斷口，有均壓電容，滅弧所需的介質(zhì)壓力在分閘過(guò)程中通過(guò)滅弧單元中的一個(gè)壓氣活塞設(shè)備形成。開(kāi)關(guān)的每一相裝有一臺(tái)液壓機(jī)構(gòu)，以使開(kāi)關(guān)使用于單相和三相自動(dòng)重合閘。每相液壓機(jī)構(gòu)中，均裝有壓力表和壓力開(kāi)關(guān)以指示儲(chǔ)壓筒的壓力并自動(dòng)控制油泵補(bǔ)壓，當(dāng)SF6氣體或液壓機(jī)構(gòu)發(fā)生故障時(shí)能自動(dòng)報(bào)警并閉鎖斷路器的分合閘路。

二、 異常狀況、分析、判斷

（一）、運(yùn)行狀況：

2012年6月7日2：35? NCS系統(tǒng)“5061斷路器油泵動(dòng)作”信號(hào)發(fā)出，信號(hào)不返回，現(xiàn)場(chǎng)檢查發(fā)現(xiàn)500kV 5061斷路器B相油泵持xiaochu續(xù)打壓，經(jīng)觀察運(yùn)行，油壓保持33.0MPa無(wú)變化。將油泵電機(jī)電源停電，繼續(xù)觀察運(yùn)行，油壓保持33.0MPa無(wú)變化。

7：40? 檢修交待：5061斷路器油泵動(dòng)作”信號(hào)發(fā)出，信號(hào)不返回，現(xiàn)場(chǎng)檢查發(fā)現(xiàn)500kV 5061斷路器B相油泵持續(xù)打壓，初步判斷為蓄壓筒內(nèi)漏，氮?dú)獬錆M油泵，造成油泵空轉(zhuǎn)，現(xiàn)將油泵排氣后，油泵運(yùn)行正常，設(shè)備可正常運(yùn)行。自500kV第六七串投產(chǎn)以來(lái)，5061斷路器經(jīng)常出現(xiàn)液壓系統(tǒng)長(zhǎng)時(shí)間打壓（超過(guò)3min）這種情況。

（二）、液壓機(jī)構(gòu)原理分析

500kV 3AT2-EI型斷路器液壓操作機(jī)構(gòu)為常高壓保持式，如下圖：它利用液體不可壓縮原理， 以液壓油為傳遞介質(zhì)，壓縮N2儲(chǔ)能。液壓儲(chǔ)能筒中的壓縮氮?dú)馔ㄟ^(guò)液壓操作機(jī)構(gòu)為斷路器提供操作能源，將高壓油送入工作缸兩側(cè)來(lái)實(shí)現(xiàn)斷路器分、合閘。斷路器液壓機(jī)構(gòu)包含液壓操作機(jī)構(gòu)、液壓鎖定器、液壓儲(chǔ)能筒和控制單元。

液壓儲(chǔ)能筒通過(guò)高壓油管與斷路器的操作機(jī)構(gòu)相連，為斷路器提供操作能源。低壓油通過(guò)低壓油管與油箱及油泵相連。充/放油閥經(jīng)逆止閥、濾油器與油箱相連。低壓油經(jīng)油泵、逆止閥注入液壓儲(chǔ)能筒推動(dòng)活塞將氮?dú)鈮嚎s至336bar完成儲(chǔ)能。如下圖所示，當(dāng)斷路器因操作、內(nèi)部泄漏或環(huán)境溫度變化，壓力下降到P1以下時(shí)液壓監(jiān)控器壓力開(kāi)關(guān)啟動(dòng)油泵將液壓油從油箱打入液壓儲(chǔ)能筒，壓縮氮?dú)馐褂蛪荷仙?dāng)油壓達(dá)到P1時(shí)壓力開(kāi)關(guān)啟動(dòng)時(shí)間繼電器，延時(shí)3秒后將油泵停止。

* 在發(fā)生氮?dú)庑孤┐驂簳r(shí)的最后階段，打壓時(shí)活塞碰到止擋管，由于受時(shí)間繼電器控制的打壓時(shí)間是規(guī)定的，所以壓力會(huì)快速上升至P2壓力值。

* 當(dāng)壓力達(dá)到P2壓力值后會(huì)發(fā)出：氮?dú)庑孤﹫?bào)警，再次打壓，在時(shí)間繼電器動(dòng)作前油泵迅速停機(jī)。并延遲3h閉鎖斷路器分閘。

（三）油泵控制回路及氮?dú)庑孤﹫?bào)警觸發(fā)回路

1、油泵控制回路工作過(guò)程（如上圖）：當(dāng)油壓下降到油泵啟動(dòng)值時(shí)，B1/1-2 接點(diǎn)閉合，觸發(fā)K15 時(shí)間繼電器，K15/15-18 接點(diǎn)速動(dòng)閉合，K9 得電，油泵開(kāi)始補(bǔ)壓。當(dāng)壓力回升到B1/1-2 接點(diǎn)打開(kāi)，此時(shí)油泵并沒(méi)有馬上停止工作，K15 時(shí)間繼電器延時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)（出廠設(shè)置一般為3-5 秒），3-5 秒后K15/15-18 接點(diǎn)打開(kāi)，油泵停止工作。至此，一個(gè)補(bǔ)壓過(guò)程結(jié)束。

2、氮?dú)庑孤┯|發(fā)回路動(dòng)作過(guò)程（如上圖）：當(dāng)K9/43-44 接點(diǎn)閉合（即油泵運(yùn)轉(zhuǎn)）的過(guò)程中，如果油壓達(dá)到了355bar（即B1/4-6 接點(diǎn)閉合），氮?dú)庑孤﹫?bào)警回路被觸發(fā)，K81 動(dòng)作并自保持。由于K81 動(dòng)作后使K81/4-6 接點(diǎn)斷開(kāi)，閉鎖了打壓回路（K9 失電）。

3、氮?dú)鈨?chǔ)能筒的結(jié)構(gòu)，如下圖：

在正常情況下，儲(chǔ)能筒突出的底板是不會(huì)碰到活塞的，但是當(dāng)?shù)獨(dú)庑孤┑揭欢ǖ某潭葧r(shí)，320bar 左右的壓力就有可能使得活塞碰到了儲(chǔ)能筒突出的底板，根據(jù)液壓油不可壓縮的特性，當(dāng)活塞無(wú)法再向氮?dú)夥较蜻\(yùn)動(dòng)時(shí)，壓力從B1/1-2 接點(diǎn)復(fù)歸（根據(jù)油泵控制回路B1/1-2 接點(diǎn)打開(kāi)后油泵還將繼續(xù)打壓3-5秒）到355bar 根本用不了3-5 秒。此時(shí)就符合了氮?dú)庑孤﹫?bào)警回路的觸發(fā)條件：油泵在打壓的同時(shí)壓力達(dá)到355bar。

（四）如何判斷真正的氮?dú)庑孤?/p>

了解了上述說(shuō)明后，我們就能判斷哪種情況是屬于二次軟故障，哪種情況是屬于真正的氮?dú)庑孤?/p>

1、 從補(bǔ)壓開(kāi)始到氮?dú)庑孤﹫?bào)警如果在正常補(bǔ)壓的時(shí)間范圍的（大部分在8-10秒左右），才有可能是真正的氮?dú)庑孤Ｊ欠袷钦娴男孤┛梢酝ㄟ^(guò)檢驗(yàn)氮?dú)忸A(yù)充壓力來(lái)進(jìn)一步判斷。

2、如打壓時(shí)間在30-50 秒鐘后才發(fā)氮?dú)庑孤﹫?bào)警信號(hào)的，則很有可能出現(xiàn)的故障部位是壓力接點(diǎn)不能及時(shí)復(fù)歸或時(shí)間繼電器喪失了延時(shí)功能等;

3、打壓時(shí)間很短如1 秒鐘之內(nèi)就發(fā)氮?dú)庑孤﹫?bào)警信號(hào)的，說(shuō)明本身系統(tǒng)的壓力就比較高，從理論上不可能出現(xiàn)補(bǔ)壓的，所以有可能出現(xiàn)的故障部位是壓力接點(diǎn)受潮絕緣下降或時(shí)間繼電器喪失了功能等;

4、打壓時(shí)間很短如1 秒鐘左右但不到一次正常補(bǔ)壓的時(shí)間，沒(méi)有發(fā)氮?dú)庑孤﹫?bào)警信號(hào)且能自動(dòng)停泵，如果壓力處于正常位置，則說(shuō)明本次打壓不應(yīng)該是由于壓力接點(diǎn)觸發(fā)所引起的打壓，有可能是保護(hù)信號(hào)系統(tǒng)出問(wèn)題或時(shí)間繼電器出問(wèn)題;

5、打壓時(shí)間很短如1 秒鐘之內(nèi)就發(fā)氮?dú)庑孤﹫?bào)警信號(hào)的，但沒(méi)有同時(shí)報(bào)合閘閉鎖且能自行復(fù)位，說(shuō)明不是由于氮?dú)庑孤┧l(fā)出的報(bào)警信號(hào)（氮?dú)庑孤﹫?bào)警信號(hào)是可以自保持的，而且一定會(huì)閉鎖合閘），因此有可能的原因是信號(hào)并聯(lián)或保護(hù)系統(tǒng)出問(wèn)題等;

6、由于氣溫原因使得壓力達(dá)到355bar 以上，是不會(huì)發(fā)氮?dú)庑孤﹫?bào)警的，因?yàn)椴粷M足油泵必須同時(shí)在運(yùn)行的條件。

三、500kV 3AT2-EI斷路器異常運(yùn)行處理

1、斷路器液壓機(jī)構(gòu)壓力由壓力表監(jiān)視，正常為320bar左右，啟泵接點(diǎn)閉合壓力上升到335bar左右，延時(shí)3秒后停泵，避免油泵啟動(dòng)頻繁，斷路器油泵電機(jī)常轉(zhuǎn)不停止或N2泄漏，會(huì)引起斷路器液壓機(jī)構(gòu)壓力上升，當(dāng)壓力達(dá)到355bar時(shí)，斷路器通過(guò)N2壓力監(jiān)視器斷開(kāi)油泵裝置并發(fā)出 N2泄漏 光字牌，同時(shí)閉鎖合閘。運(yùn)行人員應(yīng)迅速檢查斷路器的油壓表及斷路器油泵電機(jī)是否停轉(zhuǎn)，如發(fā)現(xiàn)油壓過(guò)高，油泵電機(jī)未停止轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，運(yùn)行人員應(yīng)迅速拉開(kāi)油泵電機(jī)電源開(kāi)關(guān)，將檢查情況迅速向調(diào)度及相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)匯報(bào)，要求檢修處理。

2、液壓機(jī)構(gòu)壓力降低至278bar斷路器合閘閉鎖。運(yùn)行人員應(yīng)迅速檢查斷路器的油壓表及斷路器的機(jī)構(gòu)滲漏油情況、油箱油位情況、電機(jī)電源情況、油泵電機(jī)是否停轉(zhuǎn)等情況，并迅速向調(diào)度匯報(bào)，要求檢修處理，做好液壓繼續(xù)降低的處理準(zhǔn)備工作。

3、液壓機(jī)構(gòu)壓力降低至263bar斷路器分、合閘閉鎖。運(yùn)行人員應(yīng)迅速檢查斷路器的油壓表及斷路器的機(jī)構(gòu)滲漏油情況，油泵電源開(kāi)關(guān)是否合上，油泵是否停轉(zhuǎn)等情況，根據(jù)檢查情況迅速向調(diào)度匯報(bào)，要求檢修處理。可采用停此斷路器的方式后，由檢修人員進(jìn)行處理至額定壓力后，拉開(kāi)斷路器，并改為斷路器檢修。

4、斷路器運(yùn)行中，若出現(xiàn) N2泄漏 信號(hào)的異常情況時(shí)，運(yùn)行人員應(yīng)立即匯報(bào)調(diào)度將此斷路器隔離后緊急處理。

5、斷路器油泵每次啟動(dòng)時(shí)間間隔應(yīng)大于 1小時(shí)，如在1小時(shí)內(nèi)，運(yùn)行人員應(yīng)到現(xiàn)場(chǎng)檢查。如液壓低于額定值且機(jī)構(gòu)箱未發(fā)現(xiàn)滲漏油現(xiàn)象，則是機(jī)構(gòu)內(nèi)泄漏所致;若液壓高于額定值，則是機(jī)構(gòu)內(nèi)泄漏所致，應(yīng)及時(shí)匯報(bào)，聯(lián)系檢修處理。

四、結(jié)束語(yǔ)

液壓操作機(jī)構(gòu)故障對(duì)斷路器的安全穩(wěn)定運(yùn)行造成很大的威脅，嚴(yán)重故障將導(dǎo)致斷路器不能進(jìn)行正常的分合閘，甚至造成斷路器損壞事故。作為運(yùn)行人員一定要做好事故預(yù)想和反事故演練工作，準(zhǔn)確掌握解鎖操作中所遇到的各種問(wèn)題以便及時(shí)隔離斷路器。在設(shè)備發(fā)生故障初期及時(shí)發(fā)現(xiàn)和正確處理將大大提高斷路器運(yùn)行可靠性，有效地保證電網(wǎng)運(yùn)行安全穩(wěn)定。

參考文獻(xiàn)：

[1] 國(guó)家電網(wǎng)公司國(guó)家電網(wǎng)公司防止電氣誤操作安全管理規(guī)定[M].北京：中國(guó)電力出版社，2006.責(zé)任編輯：王敏。

[2] 西門子（杭州）高壓開(kāi)關(guān)有限公司.SIEMENS公司SF6高壓斷路器操作手冊(cè)。

（作者單位：華電國(guó)際電力股份有限公司鄒縣發(fā)電廠）

作者簡(jiǎn)介：朱寧紅（1968.3.5），性別：男;籍貫：山東省濟(jì)寧市;民族：漢;學(xué)歷：專科;職稱：高級(jí)技師;研究方向：集控運(yùn)行。