对一起110kVGIS断路器操作机构故障分析探讨

对一起110kVGIS断路器操作机构故障分析探讨

许建中(无锡市恒驰电力发展有限公司214161)

摘要:气体绝缘家属封闭开关设备是20世纪60年代中期出现的一种新型电器装置。它是将断路器、隔离开关、接地开关、电流互感器、电压互感器、母线等元件组合封闭在接地的金属壳体内,充以一定压力的SF6气体作为绝缘介质和灭弧介质所组成的成套开关设备。我公司生产的大量GIS设备投入电网运行。但由于GIS设备运行时间不是很长,电力设备使用单位和生产厂家运行人员和检修人员现场运行经验还不多,对其内部结构了解也不是很全面,这就可能对设备故障判断出现误差,不能对故障进行正确处理,引起设备损坏发生。

关键词:气体绝缘家属封闭开关设备;故障分析

0引言

在电力工业中,GIS是指六氟化硫封闭式组合电器,国际上称为“气体绝缘金属封闭开关设备”(GasInsulatedSwitchgear)简称GIS,它将一座变电站中除变压器以外的一次设备,包括断路器、隔离开关、接地开关、电压互感器、电流互感器、避雷器、母线、电缆终端、进出线套管等,经优化设计有机地组合成一个整体。GIS全称气体绝缘组合电器设备(GasInsulatedSwitchgear),主要把母线、断路器、CT、PT、隔离开关、避雷器都组合在一起。就是我们经常可以看到的开关站,也叫高压配电装置。高压配电装置的型式有三种:第一种是空气绝缘的常规配电装置,简称AIS。其母线裸露直接与空气接触,断路器可用瓷柱式或罐式。葛洲坝电厂采用的即是这种型式。第二种是混合式配电装置,简称H-GIS。母线采用开敞式,其它均为六氟化硫气体绝缘开关装置。第三种是六氟化硫气体绝缘全封闭配电装置。其英文全称GAS—INSTULATEDSWITCHGEAR,简称GIS。GIS设备的优点在于占地面积少,受环境的影响小,不会产生噪音和无线电干扰,运行安全可靠且维护工作量少,其主要部件的维修间隔不小于20年。因而自问世以来得到了很快的发展。

一、异常描述:无锡某变电站110kVGIS操作器发生异常问题:

1、2009/5/7GB1母联BAY断路器操作器发生异常变电站人员反应断路器无法操作合闸;经派员检查判断为可能煞车电阻回路有不良造成煞车不良卡住,断路器无法投入。后安排更换操作器,更换后正常。且检查其它7具断路器配线螺丝均确认紧定。

2、2009/6/2再发生2具断路器操作中异常,经派员检查,需更换操作器详查原因,即于6/5~6立即安排更换7具操作器。

3、2009/6/6再发生GL4更换后之新操作器于操作29次后,轴衬套破裂——于6/7重新更换GL4操作器及对所有7具更换完成之操作器相关动作特性及控制测试等进行调试。

二、异常检查:

1、检查拆回之操作器数据如下:

2、部品检查:轴衬套硬度检测及材料分析正常无异状。如附件二。

3、于厂内车间安排一套GIS设备进行各种操作电压及操作状态仿真试验。

(1)对ABBAL30电磁接触器测试(C7,C8)

(2)操作器制动(煞车)试验:煞车电阻设定0/10/20ohm,并连续操作模拟现地变电所各密集50次合分闸操作,结果轴衬套及挂钩连接件均正常,无压伤及磨损。

(3)以时间继电器模拟将马达断电延时0.9秒切断,轴衬套及挂钩连接件发生压伤变形。

(4)GIS设备操作器经各种情况模拟并多方查证,均无任何造成轴衬套及挂钩连接件会发生挤压破裂之问题,目前对机构上检测、验证均是正常的。

三、原因分析及对策:

基于操作器经各种状况模拟操作均正常动作,分析此次问题之可能异常原因如下:

1、误按马达回路控制电磁开关(C7)导致操作器马达持续动作,致使轴衬套及挂钩连接件挤压变形破裂。

对策:电磁开关加防护盖。

2、马达断电用微动开关动作不良,马达不断电导致轴衬套及挂钩连接件挤压变形破裂

对策:变更可能与马达断电用微动开关接触之直形拉杆为L形拉杆。

3、变电站内临时AC电源电压较高及连续操作,使得出厂时调整之煞车间隙不足。

对策:将煞车间隙调整设定再于较高AC电源电压(242V)时亦能满足性能的状态。

变电站内临时AC电源因其它施工机具(电焊机等)的不明负载,造成谐振等不稳定电源使得马达延迟断电,导致机构受损。

对策:施工等临时性动作事件不会在日候正常运行中发生。

四、结论:

某110kV变电站GIS经本公司人员二度彻底检查操作器马达配线回路及微动开关与电磁接触器等控制机具,已排除所有再发之因素。GIS正常操作运转。

2009/06/18至某110kV变电站GIS现场检查结果

参考文献:

[1]GB50150-2006.电气装置安装工程电气设备交接试验标准[M].北京:中国电力出版社,2006.

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