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开关柜断路器拒动原因与分合闸线圈故障分析

作者:未知

  【摘 要】随着人们生活质量在不断的提高,对于用电的需求在不断的提高,一旦发生设备或线路故障等情况,应立即由相关保护设备反馈并作用于断路器等开关装置,从而将故障设备或故障线路隔离,避免事故蔓延,确保不存在问题的线路可以正常运行。而如若断路器拒动,未能及时断开线路,则需要上一级开关响应动作,这样势必增加受影响用户范围,严重影响地区供电稳定性。鉴于此,针对断路器拒动,结合实例,从电气故障与机械故障两个方面分析了原因,并提出了应对措施。
  【关键词】开关柜;断路器;拒动;分合闸线圈
  引言
  关于某110kV变电站中一侧线路出现事故,究其原因是断路器拒动引发的,随后切断主变10kV来解决问题,然而,开关柜却点火烧坏。为了找到事故产生的原因,需要对实际状况进行检查并做好记录工作,并且,对事件展开全面的解析。其研究结果显示,在断路器拒动现象产生后,蓄电池组发生故障,导致没有输出直流控制电源,从而导致直流屏输出失败,进一步延迟10kV侧后备保护,短路的电流在很长的一段时间之内断开。所以说断路器拒动以及蓄电池故障都是造成此次事故的直接影响因素。
  1机械故障原因与应对措施分析
  1.1断路器拒分合闸
  究其原因,主要为分合闸顶杆未能与分合闸挡板充分接触或分闸挡板和连杆之间出现松动,继而造成相关分合闸操作未能及时响应。针对此类情况,可通过对顶杆长度及合闸挡板角度进行调整来避免。
  1.2断路器储能后自动合闸与手车不到位
  前者主要是因为断路器机构内部储能半月板在合闸半轴卡的位置较浅,另有一些甚至是未能有效卡住,继而造成设备储能完毕后直接自动合闸;其次也有可能为合闸顶杆卡死,继而使得设备始终处于要合闸状态,一旦设备完成储能则立即进行合闸操作。通常对于此类问题可以基于以下措施进行规避,即更换新的合闸顶杆、对合闸半轴角度进行适当调增,使得半轴卡角度减小,并确保储能半月板卡可以牢牢与半轴接触。而手车推送不到位,则需相关作业人员在摇手车时务必按照相关操作规范进行,通常使得手车低端两把手正确到位、把手两端均准确卡入位即可。
  2电气故障原因与应对措施分析
  2.1开关分、合闸线圈烧毁
  在对高压开关的操作过程中,每年都有分、合闸线圈烧毁的情况发生,出于保证设备故障时可靠跳闸的需要,开关跳闸的可靠性比较高,线圈烧毁主要集中在合闸线圈。目前的微机保护控制回路全部带有分、合闸自保持回路,不论是手动操作,还是自动操作。只要合闸命令发出以后,合闸回路就一直处于自保持状态,直到开关合上以后,依靠断路器辅助接点的切换,断开合闸回路合闸电流。如果开关由于种种原因开关没有合上,或者是合上以后断路器辅助接点没有切换到位,则合闸保持回路将一直处于保持状态,这样持续下去,将会把合闸线圈烧毁。开关在未储能情况下合闸,也会把合闸线圈烧毁。对于弹簧机构,开关在未储能情况下合闸,特别是无人值守的分区所、AT所的遥控操作,如果未储能信号不能及时传到调度端,将会使操作人员误操作,造成合闸线圈烧毁,甚至于烧毁保护装置插件。对于有人值守的牵引所,如开关拒合时,发出“控制回路断线”告警,值守人员应立即断开该断路器的空气开关,过几秒钟以后再合上,以防止合闸线圈烧毁。调度遥控操作时,值守人员也要在操作前到开关本体进行检查,检查是否己储能,操作完成后,也要到开关本体进行确认分合是否正常。
  2.2真空断路器发生的故障
  设备是否正常工作决定了变电站能否稳定运行,特别是在无人值班的变电站中,因为故障的发生往往不能立刻发现并给予正确处理,因此,对于设备质量的要求相比有人的变电站要高很多。而10kV线路出线发生故障的概率也会相应增加,这些故障往往都是由真空断路器引起的。现在市场上生产的真空断路器比较多,这样导致质量上面层次不齐,因此,在选择上面应该选一些历史比较悠久,以及质量比较好的商家。此外,在仪器使用的过程中应当做好对仪器的检查和维修,尤其是在一些机械上面。有的时候电气控制回路产生问题也能带来断路器拒动,然而更多的是很多的厂家在产品设计上面存在缺陷,此类发生的概率要比電气回路引起多很多。
  2.3分闸电磁铁与合闸接触器故障
  分闸线圈松动使得断路器在执行分闸操作时铁芯移位,造成铁芯卡涩情况,增加了线圈烧毁隐患;其次移位线圈的铁芯其动作行程相对较小,因此当分闸回路通电时,铁芯难以将脱扣机构顶开,继而使得分闸线圈长时间带电运行,基于大电流影响最终烧毁线圈。而合闸过程亦然如此,合闸操作往往通过接触器动作于合闸线圈,继而使断路器合闸。而一旦接触器发生故障,未能及时断开,则会使得合闸线圈长时间带电运行,最终造成线圈烧坏。
  2.4蓄电池引起的故障
  蓄电池引发的问题主要是因为保护不当造成连续的反应,特别是在110kV的变电站中,很多时候这类的变电站都含有一组蓄电池,因此,一旦发生交流电失电,或者整个设备导致的问题,就会出现故障,因为蓄电池是保护设备以及自动装置的唯一后备电源装置。在正常的工作中应当做好对设备的检查工作,其内容涉及到检查电压是否正常、连接位置是否有松动、极柱附近是否有液体或者气体出现、壳体上面是否有裂痕或者变形的状况等。如果需要应当立即采取措施,比方说对浮充电流工作进行检测。
  2.5开关操动机构故障
  在外部回路正常的情况下,“手动/电动”转换开关性能不良,同样引起开关拒合,将开关柜“手动/电动”转换开关置于“手动”控制模式下,现场可以操作,而将转换开关置于“电动”且“远方”控制模式,开关拒动,转换开关故障的主要原因是固定微动开关的螺丝紧固不足。开关经常动作产生的震动,会使原先就紧固不足的螺丝松动,当拨片在顶住微动开关动触头过程中,开关本体顺着长方形滑动,微动开关无法闭合,这时开关本体一直处于手动模式,故无法进行相关电动操作。断路器辅助开关性能不良,造成行程开关动作而辅助开关位置却不在相应位置,储能机构中固定行程开关联动机构与辅助开关转轴的螺丝松动,联动片与辅助开关转轴脱离,使得辅助开关无法置于正确位置,导致储能电机一直转动或不转动,造成开关拒动或储能电机烧损、传动齿轮损坏。据有关运行资料统计,开关柜机械故障特别是拒动故障发生的比例最高,这是因为与机械操作相关联的元件非常多,包括分、合闸回路串联有很多环节。而且开关的操作无规律性,有时候长时间不操作,有时候却要频繁操作。另外,还受气候环境变化的影响。
  结语
  高压断路器设备的可靠运行对于保障整个电力系统的安全性以及稳定性意义重大。一旦发生断路器拒动情况,势必带来一系列安全隐患。此外,也有可能造成上一级断路器的分断,继而扩大事故影响范围,对当地正常生产生活等造成严重负面影响。此次就机械故障与电气故障两方面,对造成开关柜断路器拒动的原因进行分析。通过具体案例,详细阐述了断路器重合闸失败原因,就微机综保相关参数设置以及加强日常机械检修排查力度等方面,提出了相关改善措施。未来随着人们生活水平不断提高,对于供电质量的要求势必也会越来越高。因此,相关工作人员应当通过不断学习与自我提高,掌握有效事故应对措施,继而及时发现问题、解决问题,确保供电质量。
  参考文献:
  [1]刘杨名,江福官,顾爱斌.高压断路器拒动原因分析及解决方案[J].高压电器,2012,48(2):90-94.
  [2]罗玖珍.ZN5型真空断路器拒动的原因分析[J].高压电器,1994,30(4):47-49.
  (作者单位:国网山东省电力公司聊城供电公司)
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