SF6 断路器拒动的原因分析及处理

发表时间:2020/1/16   来源:《当代电力文化》2019年 18期   作者: 董义昊
[导读] 本文对断路器运行方式及特点,介绍断路器在分合闸过程中拒动原因进行分析
        摘要:本文对断路器运行方式及特点,介绍断路器在分合闸过程中拒动原因进行分析,根据故障进行相应的处理,为电力系统的运行和检修人员提供参考。
        关键词:SF6断路器;拒动原因;压力异常
        引言:在电力系统中,高压断路器主要承担着控制功能与保护功能,在电力系统平稳运行中,作为发电与用电的连接环节,高压断路器占有重要地位。就目前来看,我国每年因高压断路器故障而损失的电量可以达到百万千瓦时,因此,对 SF6断路器拒动故障原因进行分析,并提出相应的处理办法具有重要意义。
一、SF6断路器的工作原理
        SF6断路器是利用SF6气体作为绝缘介质和灭弧介质的断路器。SF6气体是无色、无味、无毒,不可燃的惰性气体,具有很高的抗电强度和灭弧性能,介质强度远远超过传统的绝缘气体。因此,将其用于电气设备中,可以缩小设备尺寸,消除火灾,改善电力系统的可靠性和安全性。SF6断路器已成为超高压和特高压唯一有发展前途的断路器。
        对 SF6 断路器结构类型进行区分,可以将其分为三种类型,一是 3-35kV 六氟化硫断路器,这种断路器可分为三种形式,及压气体式、旋弧式和气自吹式,在每个单元中均有设置气吹式灭弧室,且含有单箱控制设备与液压操作设备,具有支持结构与支架;二是磁柱式 SF6 断路器,此种断路器具有较好的系列性,对支柱瓷套和标准灭弧单元的个数进行调整,可以让断路器产品电压等级发生变化,具有较高的灵活性,但是,在稳定性方面相对较差,且很难将电流互感器加装到断路器中;三是落地罐式的 SF6 断路器,一般情况下,应用套管引线就能够让全封闭组合电器予以使用,且电流互感器的加装较为简单,整体具有较好的抗震性,但是在成本投入方面的要求相对较高[1]。
二、断路器拒动的危害
    1.断路器拒合会影响设备正常送电,造成设备停运,造成用户停电事故或停电时间的延长,对电网及用户减少供电量,从而造成经济损失。
    2.断路器拒分会造成电网事故扩大,造成相邻的断路器越级跳闸,使故障范围扩大,严重时会导致电网震荡,控制不及时会最终解列,造成电网较大面积的停电或脱离主网运行的恶性事故。
三、SF6 断路器拒动的原因分析
        断路器拒动故障可以分为两类,一是拒合故障,二是拒分故障,二者相比,拒分故障要更为严重,会对系统造成重要影响,且事故范围相对较大。SF6 断路器拒动故障产生的原因主要有两种:
1.电气方面故障
        电气方面故障可能有以下几方面。(1)若合闸操作前,绿灯指示灯不亮,应检查指示灯泡和灯具是否良好,或控制回路是否断开及操作电压是否过低。(2)如合闸操作前绿灯亮,不能合闸,则应检查合闸控制回路是否断开(或防跳继电器常闭触点接触不良,或控制开关触点未接通)。(3)当操作合闸后,红灯不亮,绿灯闪光,有事故音响,说明操作手柄位置和断路器位置不对应,断路器未合上,其主要原因如下:①合闸回路熔断器的熔丝熔断或接触不良;②合闸接触器未动作;③合闸线圈发生故障。(4)当操作断路器合闸后,绿灯熄灭,红灯亮,但瞬间红灯又灭,绿灯闪光,有事故音响,说明断路器合上后又自动跳闸,其原因可能是断路器合在故障线路上造成保护动作跳闸。(5)操作手柄返回过早。(6)合闸操作时,断路器出现“跳跃”现象,多属断路器由于多次分、合闸动作使常闭辅助触点打开过早,但有时合闸次数多,合闸线圈过热,也会产生“跳跃”现象,或防跳继电器常闭触点粘通所致。(7)SF6断路器气体压力过低,密度继电器闭锁了操作回路。


2.机械方面故障
        机械原因主要指的是传动系统机械故障或操动结构故障引发的断路器拒动现象,故障表现为部件变形、机构卡涩、位移、损坏、脱口失灵、轴销松断等,机构卡涩故障和变形故障发生的次数相对较多,如果 SF6 短路器中发生了部件变形现象,而在液压机构阀内部,如果出现部件(如阀杆等)锈蚀,也会让 SF6 断路器拒动。因为机械原因引发 SF6 断路器拒动的主要原因是机械设备生产的质量、安装的质量与调试的质量不够合格[2]。
四、断路器拒绝分闸的处理
        电网中断路器的‘拒分”,会给电网的安全运行带来非常大的威胁,一旦系统中的某一单元发生断路器拒‘分”故障,将会造成拒动断路器的相邻断路器跳闸,称为‘越级跳闸”,严重时会导致电网震荡,控制不及时会最终解列,造成电网较大面积的停电或脱离主网运行的恶性事故,因此,断路器的‘拒跳”比‘拒合”给电网带来的危害性更大对拒动故障的处理方法如下:
        1.首先,发生断路器跳闸事故时,运行人员应根据事故现象判断是否是断路器拒“分”,现象为拒动断路器相应保护均动作出口,但该断路器在合位,而上一级断路器均在分闸位置,可判断为该断路器拒‘分”
2.对拒‘分”的断路器进行检查,查找拒动原因,能及时排除的故障及时排除,遇到不能及时排除的故障时,应将拒分断路器进行隔离转检修,并对上级断路器进行检查,确保无故障。
3.对拒分断路器隔离后,应依据调度命令将跳闸的断路器进行送电。
五、SF6 断路器拒动的处理方法
1.压力异常的处理
在压力异常处理方面,如果发出补气报警信号或是压力降低,那么需要进行及时上报,并将监视力度加强,将带电补气的准备工作做好,如果 SF6 气体已经让跳合闸回路闭锁,那么需要让断路器跳闸出口压板退出,让断路器停止运行;如果空压系统压力出现降低现象,需要对系统漏气情况予以检查,对系统二次回路的运行情况予以检查;如果35kV 断路器报警信号发出的原因为油压降低或是气体泄漏,那么可以在确保电压没有问题的情况下,将断路器拉开;如果 20kV 以上断路器出现非全相运行情况,那么需要在对其进行处理时将断路器拉开,将控制电源切断,如果在拉开断路器时产生非全相状况,那么可以采用瞬间拉合电源的方法进行检测,进而汇报给调度中心;如果 500kV 断路器出现分闸闭锁,那么需要在报告之后,听从调度命令使用隔离开关解环,让至少三个完整串得到运行,利用隔离开关可以让断路器退出。
2.二次回路异常的处理
2.1 控制回路断线
        控制回路断线是断路器运行过程中的一种异常信号,如果发现这种异常信号,那么需要对控制开关接触情况进行检查,然后需要对跳闸回路进行检查,重点检查对象为回路接触情况和回路断线现象,最后,需要对 SF6 密度及短期、空气压力进行检查。
2.2 断路器操作回路闭锁
        断路器操作回路闭锁情况存在多种,如压力低分合闸闭锁、弹簧未能储能合闸闭锁等。如果有 SF6 压力低闭锁分合闸信号出现,那么工作人员可以将断路器进行更改,改为非自动状态,如果是因为弹簧没有储能导致合闸闭锁,且在10s 左右没有自动恢复,那么需要对断路器储能情况予以检查,对储能电动机的电源回路进行检查,如果没有得到复归,那么需要及时通知相关人员对其进行处理;针对液压操作机构断路器的“油压低闭锁分合闸”现象,需要对液压系统进行检查,观察其是否存在泄漏现象,对储能电动机电源进行检查,观察其是否保持平稳工作。需要注意的是,在 SF6断路器二次接线的调试过程中,需要确保 110kV 以上的调试为不带电状态,如果 SF6 发生气体泄漏现象,那么需要工作人员在检修之后将相关器具进行清理。
六、结束语
综上所述,针对SF6断路器拒动中的压力异常现象和二次回路异常现象可以采取不同的处理方法对其进行检修,如果是设备自身问题,需要及时和生产厂家沟通,结合平时的维护工作,可以让工作人员对相关故障进行及时处理。进而使得SF6 断路器故障出现概率降低,让电力系统运行更加稳定。
参考文献
[1]傅中,陈维江,李志兵.SF_6 断路器动态接触电阻测量方法及影响因素 [J]. 高电压技术 ,2017,4305:1535-1542.
[2]吐松江·卡日,高文胜.SF_6 断路器缺陷分析与运维策略[J].高压电器 ,2017,5305:164-169.
[3] 王亚军.SF6 断路器的特点及维护措施分析[J].山东工业术 ,2017,16:236.
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