山口水電站發(fā)電機(jī)出口隔離開關(guān)過熱故障的分析及解決方法

馮 文

(新疆伊犁河電力有限責(zé)任公司烏魯木齊 830000)

山口水電站發(fā)電機(jī)出口隔離開關(guān)過熱故障的分析及解決方法

馮 文

(新疆伊犁河電力有限責(zé)任公司烏魯木齊 830000)

山口水電站發(fā)電機(jī)組甩負(fù)荷試驗(yàn)時(shí)，在大電流情況下，發(fā)電機(jī)組出口隔離開關(guān)發(fā)生過熱損壞。本文通過對(duì)隔離開關(guān)過熱損壞現(xiàn)象的分析，發(fā)現(xiàn)了隔離開關(guān)損壞的原因，分析了解決問題的方法，并采取了相應(yīng)的防范措施。

水電站 發(fā)電機(jī) 隔離開關(guān) 過熱損壞 防范措施

1 概述

位于新疆鞏留縣的山口水電站裝機(jī)容量為3×4.7萬(wàn) kW，發(fā)電機(jī)型號(hào)為 SF47—54/9200，額定電壓10.5kV，額定電流3040A，發(fā)電機(jī)出口斷路器柜內(nèi)，配置的隔離開關(guān)型號(hào)為 GN22—10/4000—63。電站于2010年8月并入電網(wǎng)運(yùn)行。2010年9月對(duì)1號(hào)、2號(hào)、3號(hào)發(fā)電機(jī)組進(jìn)行50%、75%、100%甩負(fù)荷試驗(yàn)時(shí)，3號(hào)發(fā)電機(jī)出口隔離開關(guān)在大電流情況下，發(fā)生了過熱損壞，造成發(fā)電機(jī)無(wú)法帶負(fù)荷。

2 隔離開關(guān)參數(shù)及操作原理

發(fā)電機(jī)出口隔離開關(guān)是發(fā)電機(jī)一次部分的主要設(shè)備，在合位時(shí)發(fā)電機(jī)的一次電流通過該設(shè)備送到母線，在分位時(shí)起到明顯電氣斷開點(diǎn)的作用，以保證發(fā)電機(jī)與系統(tǒng)的電氣連接徹底斷開。

2.1 隔離開關(guān)參數(shù)

隔離開關(guān)型號(hào)為GN22—10/4000—63，額定電壓10kV，額定電流4000A，戶內(nèi)使用。

2.2 隔離開關(guān)操作機(jī)構(gòu)及電氣控制原理

隔離開關(guān)配置了CJ型電動(dòng)操作機(jī)構(gòu)，設(shè)置了近方、遠(yuǎn)方合閘、分閘功能。其電氣控制原理圖見圖1。

3 故障現(xiàn)象

按3號(hào)、2號(hào)、1號(hào)順序?qū)Πl(fā)電機(jī)組進(jìn)行了50%、75%、100%甩負(fù)荷試驗(yàn)。當(dāng)3號(hào)發(fā)電機(jī)帶75%額定負(fù)荷(電流為2261A)時(shí)，發(fā)電機(jī)零序電壓保護(hù)動(dòng)作，機(jī)組停機(jī)。經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)出口隔離開關(guān)B、C相動(dòng)，靜觸頭有明顯燒灼痕跡，隔離開關(guān)已不能運(yùn)行。

4 分析及處理過程

根據(jù)3號(hào)發(fā)電機(jī)出口隔離開關(guān)損壞情況，暫停了3臺(tái)發(fā)電機(jī)的甩負(fù)荷試驗(yàn)工作，聯(lián)系廠家發(fā)損壞的配件。立即組織專業(yè)技術(shù)人員進(jìn)行隔離開關(guān)動(dòng)作機(jī)械原理及電氣回路的詳細(xì)分析;對(duì)同期建設(shè)使用同樣隔離開關(guān)的2號(hào)發(fā)電機(jī)組出口隔離開關(guān)動(dòng)靜觸頭接觸面進(jìn)行接觸電阻測(cè)試、接觸面檢查和隔離開關(guān)電動(dòng)控制回路檢查，對(duì)檢查結(jié)果進(jìn)行分析判斷，找出故障的原因，并解決問題。

4.1 對(duì)隔離開關(guān)動(dòng)作機(jī)械原理的分析

隔離開關(guān)三相觸頭的動(dòng)作原理相同，現(xiàn)對(duì)一相的動(dòng)作原理進(jìn)行說明，動(dòng)作的機(jī)械原理說明圖包括刀閘正視圖，刀閘左視圖及A-A鎖緊機(jī)構(gòu)鎖緊、解鎖位置圖(刀閘正視圖A－A向的剖面圖)(見圖2)。

圖1 隔離開關(guān)電氣控制原理圖

合閘有合上、鎖緊兩個(gè)步驟。合上步驟：操動(dòng)機(jī)構(gòu)作用于拉桿，使動(dòng)觸頭由分閘位置到合閘未鎖緊位置(動(dòng)、靜觸頭接觸的位置)。鎖緊步驟：操動(dòng)機(jī)構(gòu)繼續(xù)作用于拉桿，帶動(dòng)滑動(dòng)軸向合閘方向運(yùn)動(dòng)(見A－A鎖緊機(jī)構(gòu)鎖緊、解鎖位置圖)，使兩粒滾珠由滾珠槽向外側(cè)運(yùn)動(dòng)，分別將其對(duì)應(yīng)的頂桿向外側(cè)頂出，使上下磁鎖板的C端向外運(yùn)動(dòng)(見刀閘正視圖、刀閘左視圖)，在限位桿的限位作用下，磁鎖板的另一端D端向內(nèi)運(yùn)動(dòng)，從而使兩片動(dòng)觸頭向內(nèi)運(yùn)動(dòng)壓緊靜觸頭，使四個(gè)接觸面緊密接觸，完成鎖緊過程。在合閘鎖緊時(shí)，鎖緊機(jī)構(gòu)發(fā)出“砰”的聲音。

分閘有解鎖、分開兩個(gè)步驟，各部件的動(dòng)作過程與合閘過程運(yùn)動(dòng)方向相反。同樣在分閘解鎖時(shí)，鎖緊機(jī)構(gòu)也發(fā)出“砰”的聲音。

4.2 動(dòng)、靜觸頭試驗(yàn)、控制回路的檢查與分析

對(duì)同期建設(shè)使用同樣隔離開關(guān)的2號(hào)發(fā)電機(jī)的出口隔離開關(guān)進(jìn)行檢查與分析。經(jīng)近方操作，在合閘狀態(tài)下，使用專用測(cè)量?jī)x測(cè)得動(dòng)靜觸頭接觸電阻均不大于廠家7μΩ的要求;用0.05mm的塞尺對(duì)動(dòng)靜觸頭接觸情況進(jìn)行檢查，A、B、C相的線接觸均在2/3以上，符合廠家的不小于2/3的線接觸要求。

經(jīng)遠(yuǎn)方監(jiān)控電動(dòng)操作，在合閘狀態(tài)下，使用專用測(cè)量?jī)x測(cè)得動(dòng)靜觸頭接觸電阻為：A、B、C相均在100μΩ以上，不符合廠家的小于等于7μΩ的要求;用0.05mm的塞尺對(duì)動(dòng)靜觸頭接觸情況進(jìn)行檢查，A、B、C相均為：一個(gè)接觸面基本未接觸上，另一個(gè)接觸面只有局部接觸，不符合廠家的不小于2/3的線接觸要求。

圖2 隔離開關(guān)動(dòng)作的機(jī)械原理圖

經(jīng)對(duì)近方和遠(yuǎn)方合閘操作控制回路進(jìn)行仔細(xì)檢查，發(fā)現(xiàn)在遠(yuǎn)方監(jiān)控電動(dòng)合閘操作時(shí)，其隔離開關(guān)的鎖緊機(jī)構(gòu)未動(dòng)作，在合閘合上步驟完成后，鎖緊步驟還未進(jìn)行時(shí)，合閘接觸器HC斷電，電機(jī)停轉(zhuǎn)，中止了繼續(xù)合閘到位的過程，此現(xiàn)象說明并聯(lián)在監(jiān)控合閘繼電器6K的合閘接觸器HC開觸點(diǎn)未起到自保持作用，經(jīng)對(duì)回路檢查發(fā)現(xiàn)合閘接觸器HC開觸點(diǎn)一側(cè)在端子上未接入該回路，造成不能實(shí)現(xiàn)自保持作用，隔離開關(guān)未完成鎖緊過程。經(jīng)對(duì)1號(hào)、3號(hào)發(fā)電機(jī)進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)也存在的同樣問題。

根據(jù)對(duì)2號(hào)發(fā)電機(jī)出口隔離開關(guān)動(dòng)、靜觸頭接觸電阻測(cè)試、接觸面檢查和3臺(tái)發(fā)電機(jī)出口隔離開關(guān)電動(dòng)合、分閘控制回路檢查結(jié)果的分析，認(rèn)為3號(hào)發(fā)電機(jī)出口隔離開關(guān)觸頭燒灼的原因是：由于遠(yuǎn)方監(jiān)控電動(dòng)合閘控制回路存在缺陷，合閘回路未完成合閘的鎖緊步驟，造成隔離開關(guān)的動(dòng)、靜觸頭接觸面接觸不良，導(dǎo)致在大電流情況下動(dòng)、靜觸頭過熱燒壞。

4.3 對(duì)發(fā)電機(jī)出口隔離開關(guān)存在問題的處理

a.對(duì)1號(hào)、2號(hào)、3號(hào)發(fā)電機(jī)出口隔離開關(guān)的遠(yuǎn)方合閘回路進(jìn)行消缺，將遠(yuǎn)方合閘回路中未接入并聯(lián)在監(jiān)控合閘繼電器6K的合閘接觸器HC開觸點(diǎn)接入回路，使合閘的自保持回路正常，確保合閘全過程的完成。

b.對(duì)3號(hào)發(fā)電機(jī)出口隔離開關(guān)損壞的動(dòng)、靜觸頭進(jìn)行更換、安裝調(diào)試。

c.對(duì)1號(hào)、2號(hào)、3號(hào)發(fā)電機(jī)出口隔離開關(guān)進(jìn)行多次遠(yuǎn)、近方合閘操作，并實(shí)測(cè)接觸電阻滿足廠家不大于7μΩ的要求;用0.05mm的塞尺對(duì)接觸情況進(jìn)行檢查，3臺(tái)發(fā)電機(jī)組出口隔離開關(guān)A、B、C相的線接觸均在2/3以上，符合廠家的不小于2/3的線接觸要求。

5 防范措施

5.1 運(yùn)行過程中的防范措施

在隔離開關(guān)合閘操作時(shí)需設(shè)專人現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)視、檢查操作情況，在合閘過程中可聽到隔離開關(guān)鎖緊機(jī)構(gòu)發(fā)出“砰”的聲音，在合閘結(jié)束后，可通過檢查窗檢查鎖緊機(jī)構(gòu)到位情況。應(yīng)將此要求補(bǔ)充到運(yùn)行規(guī)程中。

5.2 檢修、安裝過程中的防范措施

應(yīng)分別進(jìn)行遠(yuǎn)、近方的合閘操作后的接觸電阻測(cè)試及接觸情況檢查，以確保這兩種情況下隔離開關(guān)接觸良好，驗(yàn)證合閘全過程的完成。將此要求作為安裝中的注意事項(xiàng)，對(duì)檢修單位需補(bǔ)充到檢修規(guī)程中。

6 結(jié)語(yǔ)

通過對(duì)山口水電站發(fā)電機(jī)隔離開關(guān)過熱損壞問題的分析和處理，認(rèn)識(shí)到隔離開關(guān)合閘過程中鎖緊步驟的完成，是保證動(dòng)、靜觸頭接觸良好的前提條件，在遠(yuǎn)、近方操作時(shí)均應(yīng)確保鎖緊步驟的完成。在檢修、安裝過程中應(yīng)分別進(jìn)行遠(yuǎn)、近方合閘操作后的接觸電阻測(cè)試及接觸情況檢查，在運(yùn)行過程中可通過隔離開關(guān)鎖緊機(jī)構(gòu)發(fā)出“砰”的聲音來確認(rèn)鎖緊機(jī)構(gòu)的正常動(dòng)作。此次設(shè)備故障也反映出電站安裝和運(yùn)行維護(hù)人員需要提高技能水平和工作責(zé)任性。山口水電站3臺(tái)發(fā)電機(jī)出口隔離開關(guān)故障處理后已經(jīng)常滿負(fù)荷運(yùn)行至今，運(yùn)行狀況良好。

1 李建明，朱康．高壓電氣設(shè)備試驗(yàn)方法．第二版．中國(guó)電力出版社，2001.8.

2 胡世權(quán)．高壓隔離開關(guān)的常見缺陷及處理方法．機(jī)電信息．2010(18)．

3 劉國(guó)玉．高壓隔離開關(guān)質(zhì)量問題探討．電力勘測(cè)設(shè)計(jì)．2004(4)．