摘要:通过对变电站隔离开关电动操作的典型控制回路进行分析,结合现场操作异常现象,提出了正确、快速地判断隔离开关故障点的方法和相应的解决措施,提高了倒闸操作效率。
关键词:隔离开关;异常分析;处理措施
隔离开关即闸刀的主要作用是在设备检修时,用来隔离有电和无电部分,造成明显的断开点,使检修的设备与电力系统隔离,以保证工作人员和设备的安全。在变电运维中,隔离开关是转变运行方式的主要工具,直接影响着系统供电的可靠性和安全性。正常运行过程中,隔离开关很少发生异常状况,但在倒闸操作过程中经常出现设备异常、操作异常情况。因此,运维人员必须掌握基本的隔离开关常见异常处理方法,提高倒闸操作效率。
1.隔离开关及电动操作原理分析
1.1隔离开关
隔离开关(电闸/倒闸),具有足够的绝缘距离,能承载一定的电流负荷,具有明显断开标志。隔离开关内部结构相对简单,工作原理也不复杂,由于其能够承载较大负荷,因此在家居日常以及电力配网中均有广泛应用,安全性和可靠性较高。
1.2隔离开关电动操作原理分析
隔离开关控制回路以220kV间隔一次接线为例进行分析。如图1所示,电动操作及接通原理如下
图1 间隔一次接线图
(1)1G回路接通。2G刀闸处于分位且1GD、3GD1接地刀闸处于分位,隔离开关处于分闸位置。或者1GD、3GD1接地刀闸处于分位且2G刀闸处于合位,对该接线进行防误逻辑判别,基于此切换开关(就地/远方)实现不同线路接通。当切换开关切换到“就地”位置时,1QK5-6和1QK1-2两条线路可被接通;当切换开关切换到“远方”时,1QK7-8和1QK3-4两条线路被接通,在就地分合点/遥控分合点接通之后,分合闸接触街会被接通,1G回路中的刀闸进行分合闸操作,YK1-2接点远方以解除电气闭锁。
(2)操作合闸回路。交流电源A相作用下,防误闭锁触点进行点操作,由1QK3-4(远近控选择开关)进行电动操作,选择“远方”,下一部分有KM1/KM2作为合闸/分闸控制器,在合闸接触器KM1中,只要该线圈出现带电动作,带电触点就会闭合通过线圈自保守实现合闸。隔离开关合到位后合闸行程开关SL1断开,切断合闸回路,合闸停止。分闸回路与此相似。
2.变电站隔离开关常见操作异常
隔离开关常见操作异常包括操作机构拒分、拒合,分合闸不到位以及电动操作失灵等。隔离开关电动操作失灵时,应检查下列项目:(1)电机电源是否正常,电源保险是否熔断或接触不良。(2)控制电源是否正常,控制电源开关是否投入。(3)控制箱内远近控方式是否对应。(4)电机热偶继电器是否动作未复归。(5)开关辅助、限位接点及闭锁回路接点是否闭锁良好。(6)各电气元件是否有损坏。下面对其中几项进行详述:
2.1电机电源是否正常,电源保险是否熔断或接触不良
变电站负荷较大,会引起隔离开关触头过热现象,导致隔离开关导体接头变色、变暗,涂的漆材料也会因过热出现软化、变色、位移的情况。如果隔离开关触头温度过高、严重发热,隔离开关触头会出现焊熔现象。在隔离开关触头温度过高的情况下,一般需要红外测温仪、示温片进行检查与复测,监测温度情况。在雨雪等特殊天气中,也能够直接用肉眼观测到热气,以此判断触头温度和过热情况。可能导致隔离开关触头温度过高的原因主要有以下几种:(1)合闸不到位,接触面(电流通过界面)会缩小,此时电阻增大使得斥力增加,出现发热温度升高的情况;(2)隔离开关刀片、弹簧等发生锈蚀以及紧固件松动情况下,接触电阻增大会导致隔离开关会发热;(3)在隔离开关合闸不到位且超负荷运行情况下,隔离开关触头表面会发生物理氧化,拉合过程中的电弧烧伤导致发热。
在变电站中一旦出现接地闸刀辅助接点不到位的情况,变电站系统会因闸刀电气连锁条件不满足而不能进行电动操作。在变电站中这种问题较容易发生,当出现这种情况的时候首先检查分析接地闸刀辅助接点情况,将接地闸刀辅助接点进行复位处理。在闸刀操作连杆作用下,从动装置能带动辅助接点开关进行动作。如果一旦出现从动装置松动的情况,接地闸刀辅助接点会出现定位不准确的问题,这种情况下即使接点闸刀分位常闭接点仍无法闭合,主导电气联锁调价得不到满足,最终主刀操作回路断开。
2.2各电气元件是否有损坏
对很多相对偏远地区的变电站而言,扬尘、风沙经常出现,隔离开关的绝缘子表面会因这些恶劣天气出现污垢堆积的问题,一旦污垢堆积超过隔离开关标准要求之后就需要进行处理。比如当隔离开关表面污垢等级达到E级时,爬电比距和外绝缘配置标准相差甚远,若此时环境中带电粒子激增,会出现相间水平拉杆和相静触头放电情况,甚至发生闪络,导致电力配网中性点接电线被烧断。一旦隔离开关出现放电或者是较大破损的时候,就需要加强对瓷件以及隔离开关监控,尤其关注其闪络现象。针对这种情况进行实时记录并报告调度员,关闭上一级电源进行检修和故障处理。
3.变电站隔离开关常见异常的处理措施
3.1隔离开关触头、接点过热的处理
发现隔离开关触头、接点过热时,首先汇报调度,设法减少或转移负荷,加强监视,然后根据不同接线进行处理。
(1)双母线接线。如果一母线侧刀闸过热,通过倒母线将过热的隔离开关退出运行,停电检修。(2)单母线接线。必须降低其负荷,加强监视,并采取措施降温,如条件许可,尽可能停止使用。(3)带有旁路断路器的可用旁路断路器倒换。(4)如果是线路侧隔离开关过热,其处理方法与单母线处理方法基本相同,应尽快安排停电检修。维持运行期间,应减小负荷并加强监视。(5)一个半断路器接线的可开环运行。(6)对母线侧隔离开关过热触头、接点,在拉开隔离开关后,经现场检查,满足带电作业安全距离的,可带电解掉母线侧引下线接头,然后进行处理。
3.2隔离开关拒绝分、合闸的处理
(1)由于轴销脱落、楔栓退出、铸铁断裂等机械故障,或因为电气回路故障,可能发生刀杆与操作机构脱节,从而引起隔离开关拒绝合闸,此时应用绝缘棒进行操作,或在保证人身安全的情况下,用扳手转动每相隔离开关的转轴。
(2)拒绝跳闸。当隔离开关拉不开时,如系操动机构被冰冻结,可以轻轻摇动,并观察支持瓷瓶和机构的各部分,以便根据何处发生变形和变位,找出障碍点。如果障碍点发生在隔离开关的接触部分,则不应强行拉开,否则支持瓷瓶可能受破坏而引起严重事故,此时只能改变设备的运行方式加以处理。
3.3隔离开关合不到位的处理
隔离开关合不到位,多数是机构锈蚀、卡涩、检修调试未调好等原因引起的,发生这种情况,可拉开隔离开关再合闸。对220kV隔离开关,可用绝缘棒推入,必要时应申请停电处理。高压隔离开关应每2年检修1~2次。
3.4瓷件受损故障处理措施
在日常检修维护中,如果发现隔离开关瓷件出现损坏的情况,必须及时通知调度人员进行停电检查。在检查中结合超声波探伤技术进行,监测瓷件存在的具体问题,针对具体问题进行分析。同时对新入网的设备必须提前进行探伤检查,保证入网设备质量,同时对于老旧设备也需要进行定期探伤,以排除潜在隐患问题。
4.结语
隔离开关是电力系统重要的电气设备,能进行倒闸操作,具有隔离电压和分合小电流的能力。由于变电站的电动闸刀多为户外式,经常出现设备异常、操作异常情况。此外,目前缺乏变电站对隔离开关本身及电动操作过程中的技术监测手段,无法对闸刀异常作出及时判断。本文结合检修后验收及日常巡视工作,对隔离开关的常见异常状况进行了诊断剖析,并提出了相应的处理方法,为隔离开关的现场应用、日常维护以及异常维护提供了借鉴。
参考文献
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