500kV隔離開關(guān)故障分析及處理
2015-04-29 00:00:00于輝田斌蔣坤
【摘 要】在堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)發(fā)展的背景下，提出研究500kV隔離開關(guān)的故障分析和處理技術(shù)的必要性，介紹了500kV隔離開關(guān)的結(jié)構(gòu)和工作原理，分析了500kV隔離開關(guān)控制回路常見故障類型及故障解決措施，最后對(duì)500kV隔離開關(guān)故障分析及處理技術(shù)進(jìn)行了總結(jié)和展望。
【關(guān)鍵詞】500kV；隔離開關(guān)；故障分析；處理
0.引言
隨著我國(guó)發(fā)展堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)的進(jìn)程不斷推進(jìn)，電網(wǎng)向著自動(dòng)化與智能化的方向不斷發(fā)展，電網(wǎng)輸電電壓等級(jí)不斷提升、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)日益龐大、系統(tǒng)特性更加復(fù)雜，500kV輸電線路不斷增多，500kV隔離開關(guān)使用量大、對(duì)工作可靠性要求高，本文將對(duì)其故障分析和處理技術(shù)展開探討。
1.500kV隔離開關(guān)的結(jié)構(gòu)和工作原理
要分析500kV隔離開關(guān)的故障，必須首先對(duì)隔離開關(guān)的結(jié)構(gòu)和工作原理有較深入的了解。本文以河南平高電氣的GW17型號(hào)為例，闡述500kV隔離開關(guān)的結(jié)構(gòu)和工作原理。GW17型500kV隔離開關(guān)在工作中通過折疊運(yùn)動(dòng)和夾緊運(yùn)動(dòng)來完成對(duì)電力系統(tǒng)內(nèi)部有電和無電部分的隔離，開斷小電流電路，實(shí)現(xiàn)倒閘操作。其主要結(jié)構(gòu)包括：
1.1底座
用于支持和固定隔離開關(guān)，隔離開關(guān)的導(dǎo)電部分、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、操作機(jī)構(gòu)等共同固定在底座上。
1.2導(dǎo)電部分
隔離開關(guān)的導(dǎo)電部分主要用于開斷電流，包括動(dòng)靜觸頭、閘刀等
1.3絕緣子
隔離開關(guān)絕緣子用于將隔離開關(guān)的導(dǎo)電部分與對(duì)地部分隔離。
1.4傳動(dòng)機(jī)構(gòu)
傳功機(jī)構(gòu)是隔離開關(guān)的機(jī)械主回路，用于帶動(dòng)拐臂、連桿、軸齒等機(jī)構(gòu)來完成隔離開關(guān)的相應(yīng)分合操作。
1.5操作機(jī)構(gòu)
操作機(jī)構(gòu)是隔離開關(guān)的控制主回路，用于控制隔離開關(guān)的機(jī)構(gòu)操作，有氣動(dòng)、液壓、電動(dòng)等多種方式。
2.500kV隔離開關(guān)控制回路常見故障類型
受到現(xiàn)場(chǎng)各類復(fù)雜因素影響，500kV隔離開關(guān)在現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行中故障率相對(duì)較高，尤其是現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行時(shí)間較長(zhǎng)的隔離開關(guān)，經(jīng)常出現(xiàn)機(jī)械卡澀、操作回路失靈、隔離開關(guān)過熱、繼電器損壞、接觸器故障、端子接觸不良等情況。其中，隔離開關(guān)控制回路的故障是500kV隔離開關(guān)操作失靈的常見原因。
目前隔離開關(guān)的分合閘控制回路常見故障大致可以分為四種，下文將就這四種展開深入討論。
2.1故障類型1
無法遠(yuǎn)控分合閘，但能夠就地操作無法遠(yuǎn)控分合閘是指隔離開關(guān)的遠(yuǎn)方遙控回路失效，當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)選控把手切換到“遠(yuǎn)方”，同時(shí)繼電保護(hù)設(shè)備發(fā)出遠(yuǎn)控分合閘命令時(shí)，隔離開關(guān)并未執(zhí)行命令。但現(xiàn)場(chǎng)選控把手切換到“就地”時(shí)，可以正確執(zhí)行命令。
2.2故障類型2
無法就地分合閘，但能夠遠(yuǎn)控操作與第2.1 種情況相反，這種情況下，現(xiàn)場(chǎng)選控把手切換到“就地”時(shí)無法進(jìn)行分合閘操作，但通過現(xiàn)場(chǎng)選控把手切換到“遠(yuǎn)方”時(shí)，隔離開關(guān)的分合閘機(jī)構(gòu)能夠正確響應(yīng)遠(yuǎn)控命令。
2.3故障類型3
無法遠(yuǎn)控和就地分合閘，但接觸器磁吸可以分合閘這種情況下，按下接觸器磁吸可以分合閘，但在遠(yuǎn)控和就地分合閘時(shí)，分合閘接觸器可能不動(dòng)作，或則動(dòng)作后立即返回，導(dǎo)致無法成功分合閘。
2.4故障類型4
僅能夠手搖操作分合閘這是隔離開關(guān)故障中最隱蔽的一種故障，此種情況下，遠(yuǎn)控、就地、按下接觸器磁吸均不能分合閘，只能夠進(jìn)行手搖操作。這種情況多是由斷線或電源異常引起的。
3.500kV隔離開關(guān)控制回路故障處理方法
作為在500kV電力系統(tǒng)中應(yīng)用最廣泛的高壓開關(guān)設(shè)備，隔離開關(guān)的結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單、造價(jià)不高，卻具有很高的使用頻率，在系統(tǒng)倒閘操作中使用非常頻繁。因此，有必要積極研究500kV隔離開關(guān)控制回路故障處理方法，以提升系統(tǒng)的系統(tǒng)供電可靠性和安全性。
3.1針對(duì)類型1的故障處理方法
針對(duì)無法遠(yuǎn)控分合閘的現(xiàn)象，對(duì)遠(yuǎn)控回路進(jìn)行仔細(xì)排查，包括遠(yuǎn)控回路中是否存在斷線、線路連接端子是否松動(dòng)、測(cè)量遠(yuǎn)控回路中各個(gè)觸點(diǎn)的通斷和電阻導(dǎo)通情況，并重點(diǎn)排查中間繼電器的接點(diǎn)狀況，以及選控開關(guān)切換到“遠(yuǎn)方”時(shí)，觸點(diǎn)是否切換不良。
3.2針對(duì)類型2的故障處理方法
針對(duì)無法就地分合閘的問題，檢查就地回路中是否存在斷線、端子松動(dòng)、接線錯(cuò)誤等情況，測(cè)量就地回路中各個(gè)觸點(diǎn)的通斷和電阻導(dǎo)通情況。根據(jù)表1的數(shù)據(jù)可見，就地回路無法分合閘的情況概率相對(duì)較低，在該500kV變電站連續(xù)五年的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)中，僅出現(xiàn)了2次無法就地分合閘、但能夠進(jìn)行遠(yuǎn)控操作的情況，對(duì)于就地回路無法分合閘的故障也相對(duì)容易排除，一般是由于就地回路的接線問題或觸電接觸不良。
3.3針對(duì)類型3的故障處理方法
遠(yuǎn)控和就地都無法分合閘，基本可以排除遠(yuǎn)控回路或就地回路單個(gè)回路的問題，而可能是某些共性問題，包括：控制電源異常、電源回路斷線、防誤閉鎖回路不導(dǎo)通等。如果上述可能故障原因都得到了排除，應(yīng)重點(diǎn)檢查接觸器的自保持觸電通斷是否良好，隔離開關(guān)運(yùn)行的環(huán)境較為惡劣，經(jīng)過一段較長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行和損耗，接觸器的端子表面可能出現(xiàn)銹蝕，導(dǎo)致觸點(diǎn)電阻增大，引起分合閘自保持回路電流降低，當(dāng)電流低于接觸器的動(dòng)作電流時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致遠(yuǎn)控和就地都無法分合閘的情況。
3.4針對(duì)類型4的故障處理方法
當(dāng)遠(yuǎn)控回路、就地回路等回路都失效，僅能夠手搖操作分合閘時(shí)，基本可以定位到回路斷線和交流電源失電兩種情況，根據(jù)對(duì)該變電站連續(xù)五年來發(fā)生的18起故障的分析，多為這兩種故障原因引起，此外，偶有電動(dòng)機(jī)機(jī)械故障引起回路失效的情況。
4.總結(jié)
（1）根據(jù)對(duì)上述四種類型隔離開關(guān)控制回路常見故障現(xiàn)象分析和處理措施研究，可以總結(jié)出隔離開關(guān)故障的常見原因主要有：回路斷線、接觸不良、接線有誤、電源異常、接觸器和繼電器故障、防誤閉鎖回路故障、輔助觸點(diǎn)開路等。
（2）結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)和實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，接觸器和中間繼電器損壞，是引起隔離開關(guān)故障的最重要因素，由于500kV隔離開關(guān)的操作機(jī)構(gòu)箱是戶外安裝的，受到溫度、濕度、天氣等因素的影響，在空氣濕度大、降雨量高的地區(qū)，很容易引起雨水侵入操作機(jī)構(gòu)箱內(nèi)部，引起接觸器或中間繼電器故障。因此，有必要加強(qiáng)戶外隔離開關(guān)的防水措施，做好設(shè)備的運(yùn)行和維護(hù)管理工作。
（3）隨著500kV變電站在電力系統(tǒng)內(nèi)部的不斷增多，高壓輸電系統(tǒng)特有的系統(tǒng)特性，包括操作過電壓、特快速瞬態(tài)過電壓（VFTO）、直流分量衰減慢、暫態(tài)特性復(fù)雜等，也對(duì)隔離開關(guān)的運(yùn)行有一定影響，對(duì)隔離開關(guān)可靠水平與高壓系統(tǒng)的配合問題，還有待進(jìn)一步研究。
【參考文獻(xiàn)】
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