沈陽(yáng)地鐵35kV高壓開(kāi)關(guān)柜電壓互感器維修策略研究

徐楓琳

沈陽(yáng)地鐵集團(tuán)有限公司運(yùn)營(yíng)分公司 遼寧沈陽(yáng) 110000

電壓互感器作為變電所重要的一次設(shè)備，負(fù)責(zé)35kV開(kāi)關(guān)設(shè)備母線電壓的測(cè)量。每座車(chē)站變電所2組，一、二號(hào)線共計(jì)92組。由于沈陽(yáng)地鐵電壓互感器存在爆裂風(fēng)險(xiǎn)，研究維修策略解決現(xiàn)有問(wèn)題，已經(jīng)迫在眉睫[1]。

1 電壓互感器現(xiàn)狀

自一、二號(hào)線運(yùn)營(yíng)以來(lái)，多次發(fā)生爆裂故障，基本可以確定是產(chǎn)品質(zhì)量問(wèn)題引起的，故先后經(jīng)歷三批次更換，其最近一次為2011年全部更換為第3代，2014年第3代壓互開(kāi)始出現(xiàn)問(wèn)題，因此后續(xù)采取策略為故障修結(jié)合主動(dòng)更換的方式更換第4代壓互，截至目前已更換34組，其中故障修更換23組，主動(dòng)更換11組（巡檢發(fā)現(xiàn)壓互異響后更換2組；為保障大供電分區(qū)穩(wěn)定性更換9組）。目前一、二號(hào)線運(yùn)行中的第3代壓互還有58組。更換后的第4代壓互未發(fā)生燒損故障，最長(zhǎng)運(yùn)行時(shí)間為4年零2個(gè)月（2016年2月在二號(hào)線金融中心站更換），根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)判斷，第4代壓互可靠性仍需進(jìn)一步驗(yàn)證。

注：2010年12月24日，指揮部組織沈陽(yáng)變壓器研究院、沈陽(yáng)供電公司和特變電工康嘉（沈陽(yáng)）互感器有限公司三名專家組成專家組對(duì)第3代壓互投運(yùn)可行性進(jìn)行了分析和討論，最終意見(jiàn)為更換第3代壓互可行。設(shè)備處同意將第3代壓互投入試運(yùn)行，在運(yùn)行中注意監(jiān)測(cè)互感器的運(yùn)行狀態(tài)。

2 前期工作

2.1 調(diào)研情況

經(jīng)調(diào)研，南京地鐵和深圳地鐵部分線路壓互與沈陽(yáng)地鐵一致（均為第3代），也多次發(fā)生壓互燒損故障，至今未能有效解決，具體維修與沈陽(yáng)地鐵現(xiàn)有策略基本一致：每次發(fā)生壓互燒損故障時(shí)，廠家沈高負(fù)責(zé)免費(fèi)更換。

2.2 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)及分析

通過(guò)對(duì)運(yùn)營(yíng)至今的壓互燒損情況進(jìn)行了數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和分析。通過(guò)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，壓互每年燒損的型號(hào)、數(shù)量、具體發(fā)生故障的車(chē)站沒(méi)有特定規(guī)律。但是查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料，初步分析為地鐵雜散直流分量串入電壓互感器一次側(cè)（如下圖），直流偏磁造成的電壓互感器燒損擊穿。

3 風(fēng)險(xiǎn)分析、控制及維修策略

3.1 風(fēng)險(xiǎn)分析

當(dāng)壓互出現(xiàn)燒損故障時(shí)，故障變電所35kV單段失壓，造成35kV單母線供電，單臺(tái)動(dòng)力變壓器退出運(yùn)行，分區(qū)內(nèi)部分站內(nèi)動(dòng)照存在短時(shí)停電，幾秒后自動(dòng)恢復(fù)。若故障發(fā)生在整流機(jī)組側(cè)母線，還會(huì)導(dǎo)致該站整流機(jī)組退出運(yùn)行，供電可靠性下降，列車(chē)可正常運(yùn)行。另根據(jù)近期發(fā)生的南市場(chǎng)站壓互燒損經(jīng)驗(yàn)，嚴(yán)重情況下會(huì)導(dǎo)致變電所內(nèi)溫感、煙感報(bào)警，氣體滅火裝置啟動(dòng)，對(duì)設(shè)備及人身安全造成極大隱患，但沒(méi)有對(duì)運(yùn)營(yíng)產(chǎn)生較大影響。

由于二號(hào)線三臺(tái)子主變電所未投入運(yùn)行，現(xiàn)中醫(yī)藥大學(xué)站至蒲田路站供電方式環(huán)網(wǎng)大分區(qū)供電方式，包含13座車(chē)站變電所和2座區(qū)間變電所。當(dāng)中醫(yī)藥大學(xué)站或北陵公園站發(fā)生一路環(huán)網(wǎng)故障時(shí)，供電能力降低，早晚高峰行車(chē)間隔變長(zhǎng)，運(yùn)營(yíng)服務(wù)質(zhì)量降低[2]。

3.2 風(fēng)險(xiǎn)控制

（1）將壓互作為重點(diǎn)設(shè)備進(jìn)行巡視，采取加強(qiáng)壓互異響巡視、測(cè)量壓互溫度及定期查看后臺(tái)5分鐘電壓采樣數(shù)據(jù)等措施。工班駐點(diǎn)配備壓互堵頭、壓互備件及更換壓互的相關(guān)工器具，做好壓互故障時(shí)的搶修及更換工作。同時(shí)完善《電壓互感器更換作業(yè)指導(dǎo)書(shū)》，并對(duì)一線員工進(jìn)行專題培訓(xùn)，目前已具備自主更換能力，降低沈高終止售后服務(wù)的風(fēng)險(xiǎn)。當(dāng)壓互燒損時(shí)搶修人員可以在2小時(shí)內(nèi)恢復(fù)35kV供電。電壓互感器故障搶修過(guò)程中，沒(méi)有發(fā)生過(guò)另一段35kV環(huán)網(wǎng)同時(shí)故障造成站內(nèi)設(shè)備長(zhǎng)時(shí)間停電的情況（國(guó)內(nèi)采用相同型號(hào)設(shè)備的運(yùn)營(yíng)線路也未出現(xiàn)過(guò)），供電風(fēng)險(xiǎn)可控。

（2）為確保人身安全，將“變電所電壓互感器爆裂”列為分公司風(fēng)險(xiǎn)因素進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)管控，在變電所高壓開(kāi)關(guān)柜旁粘貼“止步，高壓危險(xiǎn)”標(biāo)識(shí)牌和設(shè)置防護(hù)欄，并且全部壓互加裝鋼材質(zhì)防護(hù)罩。

電壓互感器加裝的壓互罩

高壓柜旁設(shè)置防護(hù)欄

（3）針對(duì)二號(hào)線中醫(yī)大學(xué)站至蒲田路站大分區(qū)供電情況，工電中心已經(jīng)采取主動(dòng)更換方式更換第4代壓互9組，結(jié)合故障修5組，共計(jì)更換14組壓互。目前該大分區(qū)僅剩余航空航天大學(xué)站和遼寧大學(xué)站4組第3代壓互未更換。上述兩站為降壓變電所，發(fā)生環(huán)網(wǎng)故障時(shí)不會(huì)影響行車(chē)，工電中心采取的措施已經(jīng)大大降低了壓互燒損造成的供電和運(yùn)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)。

3.3 維修策略

（1）第一種：采取與南京、深圳地鐵同樣的方式，維持現(xiàn)有故障修策略，繼續(xù)由沈高廠家免費(fèi)提供備件和安裝服務(wù)。

（2）第二種：將剩余還在運(yùn)行的3代壓互全部更換。由運(yùn)營(yíng)分公司自主采購(gòu)第4代產(chǎn)品并自主實(shí)施更換。由于第4代壓互運(yùn)行時(shí)間較短，其是否會(huì)發(fā)生同類故障尚無(wú)法預(yù)知，同時(shí)現(xiàn)有的3代產(chǎn)品均遠(yuǎn)遠(yuǎn)未達(dá)到設(shè)計(jì)使用壽命（依據(jù)電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《電力用電磁式電壓互感器使用技術(shù)規(guī)范》DL/T726-2013，產(chǎn)品使用期限應(yīng)不小于30年），提早更換如無(wú)法提高設(shè)備可靠性將造成浪費(fèi)。

4 結(jié)語(yǔ)

目前該故障的人身危害和運(yùn)營(yíng)影響均可控，故建議維持第一種策略進(jìn)行維修。待4代產(chǎn)品質(zhì)量經(jīng)時(shí)間認(rèn)證后，考慮批量采購(gòu)更換的可行性。綜上，不考慮計(jì)劃性更換。針對(duì)壓互設(shè)備采用故障修維修策略。