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摘要:隔离开关使用量大,需要较高的安全性,隔离开关的好坏直接关系到电厂、变电所的安全运行。500kv高压隔离开关是至关重要的一个电气主设备,隔离开关承担了配合断路器进行电网运行方式调整,倒闸操作的任务,并且在检修人员现场进行电气检修工作时提供了可靠的、明显的隔离点,从而有力保证了检修及运行人员的人身安全。本文通过分析500kV隔离开关几种常见的控制回路故障类型,针对性的介绍了应对故障的排查方式以及预防措施。
关键词:500kV隔离开关;控制回路故障;类型;处理方法
隔离开关是高压开关电器中常见的使用电器,在实际的操作中,不少500kV隔离开关会发生失灵状况,导致隔离开关失灵的因素有很多种,除了常见的操作不当、机械性故障外,控制回路上的缺陷也是很常见的。
1500kV隔离开关的结构和工作原理
要分析500kV隔离开关的故障,必须首先对隔离开关的结构和工作原理有较深入的了解。
1.1底座
用于支持和固定隔离开关,隔离开关的导电部分、传动机构、操作机构等共同固定在底座上。
1.2导电部分
隔离开关的导电部分主要用于开断电流,包括动静触头、闸刀等
1.3绝缘子
隔离开关绝缘子用于将隔离开关的导电部分与对地部分隔离。
1.4传动机构
传功机构是隔离开关的机械主回路,用于带动拐臂、连杆、轴齿等机构来完成隔离开关的相应分合操作。
1.5操作机构
操作机构是隔离开关的控制主回路,用于控制隔离开关的机构操作,有气动、液压、电动等多种方式。
2控制回路故障类型
受到现场各类复杂因素影响,500kV隔离开关在现场运行中故障率相对较高,尤其是现场运行时间较长的隔离开关,经常出现机械卡涩、操作回路失灵、隔离开关过热、继电器损坏、接触器故障、端子接触不良等情况。其中,隔离开关控制回路的故障是500kV隔离开关操作失灵的常见原因。
目前隔离开关的分合闸控制回路常见故障大致可以分为四种,下文将就这四种展开深入讨论。
2.1故障类型1
无法远控分合闸,但能够就地操作无法远控分合闸是指隔离开关的远方遥控回路失效,当现场选控把手切换到“远方”,同时继电保护设备发出远控分合闸命令时,隔离开关并未执行命令。但现场选控把手切换到“就地”时,可以正确执行命令。
2.2故障类型2
无法就地分合闸,但能够远控操作与第2.1种情况相反,这种情况下,现场选控把手切换到“就地”时无法进行分合闸操作,但通过现场选控把手切换到“远方”时,隔离开关的分合闸机构能够正确响应远控命令。
2.3故障类型3
无法远控和就地分合闸,但接触器磁吸可以分合闸这种情况下,按下接触器磁吸可以分合闸,但在远控和就地分合闸时,分合闸接触器可能不动作,或则动作后立即返回,导致无法成功分合闸。
2.4故障类型4
仅能够手摇操作分合闸这是隔离开关故障中最隐蔽的一种故障,此种情况下,远控、就地、按下接触器磁吸均不能分合闸,只能够进行手摇操作。这种情况多是由断线或电源异常引起的。
表1为本研究通过某变电站4年来500kV隔离开关的分合闸控制回路故障统计。
表1500kV隔离开关的分合闸控制回路故障统计表
2故障处理方法
一般来说,500kV线路、主变压器停电检修的次数较少,工作人员都是在500kV设备运行时进行故障排查和处理的。因此,为了避免在排查过程中无法分别隔离开关,需切除三相交流电源,需要时可解开电动机的引出线。
2.1针对无法远控分合闸的现象的处理方法
分析故障状况可知,故障原因从远方分合闸控制回路开始排查。排查的主要内容包括:第一,检查SKK、KZJ等触电的通断是否正常。第二,回路中各个电位是否正常,情况需要时刻切换SKK把手或命令校验,测量回路中各个电阻的导通状况。第三,排查线路中是否有端子松动,回路、接线错误等情况。
2.2无法就地分合闸的问题的处理方法
检查就地回路中是否存在断线、端子松动、接线错误等情况,测量就地回路中各个触点的通断和电阻导通情况。根据表1的数据可见,就地回路无法分合闸的情况概率相对较低,在该500kV变电站连续五年的监控数据中,仅出现了2次无法就地分合闸、但能够进行远控操作的情况,对于就地回路无法分合闸的故障也相对容易排除,一般是由于就地回路的接线问题或触电接触不良。
2.3远控和就地都无法分合闸的处理方法
基本可以排除远控回路或就地回路单个回路的问题,而可能是某些共性问题,包括:控制电源异常、电源回路断线、防误闭锁回路不导通等。如果上述可能故障原因都得到了排除,应重点检查接触器的自保持触电通断是否良好,隔离开关运行的环境较为恶劣,经过一段较长时间的运行和损耗,接触器的端子表面可能出现锈蚀,导致触点电阻增大,引起分合闸自保持回路电流降低,当电流低于接触器的动作电流时,就会导致远控和就地都无法分合闸的情况。
2.4当远控回路、就地回路等回路都失效,仅能够手摇操作分合闸时的处理方法
故障检查重点:基本可以定位到回路断线和交流电源失电两种情况,根据对该变电站连续五年来发生的十多起故障的分析,多为这两种故障原因引起,此外,偶有电动机机械故障引起回路失效的情况
3以上分析的经验
3.1根据对上述四种类型隔离开关控制回路常见故障现象分析和处理措施研究,可以总结出隔离开关故障的常见原因主要有:回路断线、接触不良、接线有误、电源异常、接触器和继电器故障、防误闭锁回路故障、辅助触点开路等。
3.2结合现场的统计数据和实际运行经验,接触器和中间继电器损坏,是引起隔离开关故障的最重要因素,由于500kV隔离开关的操作机构箱是户外安装的,受到温度、湿度、天气等因素的影响,在空气湿度大、降雨量高的地区,很容易引起雨水侵入操作机构箱内部,引起接触器或中间继电器故障。因此,有必要加强户外隔离开关的防水措施,做好设备的运行和维护管理工作。
3.3随着500kV变电站在电力系统内部的不断增多,高压输电系统特有的系统特性,包括操作过电压、特快速瞬态过电压(VFTO)、直流分量衰减慢、暂态特性复杂等,也对隔离开关的运行有一定影响,对隔离开关可靠水平与高压系统的配合问题,还有待进一步研究。
4结语
一般来说,500kV隔离开关故障都是出现在500kV电器设备运行中,尤其是在供电量激增的夏季,设备停电检修的几率更小。但它的使用量大,需要较高的安全性,隔离开关的好坏直接关系到电厂、变电所的安全运行。因此,检修人员应充分理解并掌握隔离开关操作的故障排查方法,从而提高工作人员的故障分析能力和专业水平,有效预防运行设备误动,提高故障检出率、故障消除率,进而保障供电电网的安全、稳定。
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