提高6k V開關柜地刀操縱機構的運行可靠性

來祥林 楊 飛

國能織金發電有限公司 貴州 畢節552106

0 引言

6k V 開關柜是火電廠重要的配電設備,包括手車、柜體以及對應的二次保護裝置。在分合閘操作中,接地刀閘作為6k V 開關的重要設備之一,在高壓設備和線路檢修時將設備接地,保護人身安全,滿足保護要求。主要配置在6k V 開關柜真空斷路器以及真空接觸器(F-C回路)柜體下部,代替攜帶型地線,起到檢修時接地的作用。本文主要從原理著手分析了接地刀閘操縱機構的故障原因及解決方案。

1 設備概述

織金電廠采用2×660 MW 汽輪發電機組,配套87臺由鎮江華東化工電力設備總廠有限公司提供的真空斷路器與F-C 回路開關組成的6k V 混合式高壓成套配電裝置。12k V 真空斷路器采用金屬鎧裝全隔離手車中置式真空開關柜,帶彈簧操作機構;7.2 k V 真空接觸器采用金屬鎧裝F-C開關柜,帶限流式熔斷器。6k V開關柜配備綜合保護及測量裝置、零序電流互感器、過電壓保護裝置等。

2 設備現狀

2.12號機組自投入運行以來,6k V開關柜所屬低壓干式變、高壓電機等負載的地刀操縱機構出現傳動機構搖孔的六方連接頭與地刀操作搖桿連接頭打滑、閉鎖裝置失效、操縱桿移位導致分合閘困難等現象,嚴重影響了設備的正常投運和檢修安全,因此,對機組的運行存在較大的安全隱患。

3 存在問題及原因分析

3.1 設備材質質量問題6k V開關柜接地刀閘搖孔機構出現打滑,其金屬材質質量問題,檢修人員在經常分、合閘地刀時操縱桿的六方連接頭棱角出現磨損而變形,多次碰磨以后,六方頭逐漸被磨圓,地刀操作搖桿易打滑,地刀操作搖桿與六方頭無法同步動作,不能進行分、合閘操作,如圖1、2所示。

3.3 拐臂受力不均勻 地刀操動機構的拐臂在軸向力及徑向力的作用下,在力矩作用下由于受到擠壓,拐臂活接處的萬向轉動珠容易外跑,拐臂容易卡死在固定位置,不能沿分、合閘的方向轉動,導致地刀分、合操作困難,此時如果檢修人員操作地刀搖桿力度過大,一方面萬向珠在受力過程中會嚴重變形,另一方面操縱桿沒有著力點,六方頭和地刀操作搖桿會出現打滑的可能性,如圖4所示。

3.2 設備設計缺陷 操作接地刀閘操縱機構的主軸傳遞力矩使接地開關進行分合閘合閘操作。

合閘時,作為力矩使操縱桿克服力矩,帶動拐臂沿合閘方向轉動,并使接地刀上的操縱桿通過壓簧死點,壓簧釋放能量,使接地開關快速在合閘位置;分閘時,作用力矩使操縱桿克服力矩及彈簧力,帶動拐臂沿分閘方向轉動,并使接地刀閘壓簧通過死點,壓簧儲能結束,以備下次合閘。

為此,地刀操縱桿在長期的分、合閘使用過程中操縱桿易出現沿軸向方向竄動,此時固定止退螺絲也因此在軸向力的作用下而產生松動,連桿在力矩的作用下出現向左右兩個方向偏移問題,失去著力點,分、合地刀時有一定困難性,如圖3所示。

3.4 拐臂受力不均勻 合閘地刀步驟:當開關柜前后門完全關閉時,操作搖桿垂直插入地刀操作孔,沿順時針方向均勻用力,到合閘位時,會聽到地刀合閘的聲音發出,同時觀察地刀位置狀態是否到位。

分閘地刀步驟:當開關柜前后門完全關閉時,操作搖桿垂直插入地刀操作孔,沿逆時針方向均勻用力,到合閘位時,會聽到地刀分閘的聲音發出,同時觀察地刀位置狀態是否到位。

3.5 操作不當導致閉鎖裝置失效 接地刀閘搖孔閉鎖機構偶爾出現失靈,主要是搖孔指示器變形。接地刀閘搖孔閉鎖裝置功能正常時,開關柜下部前、后門均關上后銷鍵自動縮回,才能對地刀進行分合閘操作。

一方面,一旦搖孔指示器變形,地刀搖孔內的銷鍵無法彈出,柜體下部前、后門無法實現機械閉鎖,另外,該指示器與操縱桿是連為一體的,此時地刀還能進行分、合,導致保護失效,嚴重影響人身安全。

另一方面,此時操作地刀,會使地刀搖孔銷鍵將指示器卡死,在分合地刀過程中操縱桿無法和地刀操作手柄同步動作,從而又會使操縱桿的六方頭磨損進一步打滑,如圖5所示。

4 解決方案

針對以上存在的問題,結合6k V 開關柜“五防”措施要求,對地刀的操縱機構進行了整體的優化改造,并提出解決措施:

(1)利用開關處于檢修停用狀態時,將地刀操縱機構拆下,用45 號鋼的高硬度焊條將接地刀閘搖孔的六方頭磨損處堆焊修復,然后按六方頭原來尺寸打磨光滑平整,如圖6所示。(2)利用開關處于檢修停用狀態時,操動機構的操縱桿在裝復過程中將連桿止退螺栓進行點焊,如圖7所示,防止連桿在軸向力的作用下而產生移動,同時保證地刀操作搖桿與搖孔的六方頭飽滿接觸已致不再出現咬不緊的現象。(3)將操縱機構的拐臂活接處壓板兩端增加墊片以保持萬向珠在地刀進行分、合閘的方向上進行自由轉動,防止其外移。

5 運用效果

通過對通過操縱機構優化設計后,使用情況良好,穩定性能有所提升,同時將該優化方案推廣于全廠6k V 開關柜地刀,優化改造后至今,未發生過六方頭打滑磨損、軸向移位竄動及閉鎖失效等故障,達到了提高6k V 開關柜地刀操縱機構的運行可靠性的目的,確保了設備能正常操作,設備檢修安全,保證機組正常穩定運行。