研究220kV变电站隔离开关的故障分析及处理

发表时间:2020/9/3   来源:《中国电业》2020年第9期   作者:徐马宁
[导读] 随着我国经济的不断发展,用户用电的需求量越来越多,促使电力供应成为我国的基本产业
        摘要:随着我国经济的不断发展,用户用电的需求量越来越多,促使电力供应成为我国的基本产业之一,为社会发展提供动力。变电设备运维及检修是电网供电的重要环节,对用户用电安全和供电企业经济效益产生直接影响。本文结合220KV变电站的隔离开关,对220KV变电站隔离开关的故障分析与处理方法进行了简单的分析。
        关键字:220KV;变电站;隔离开关;运维检修;故障处理
为确保电力网络安全,必须将带点运行的设备和停电检修或者处在备用状态的设备隔离,并且间断点足够大。高压隔离开关作为电力系统应用范围较广、用电量较大的电器设备。由于高压隔离开关长时间处在合闸的状态,很少有操作机会,制造厂经常将隔离开关视为断路器的附加产品,很难保障生产质量与性能;运行部门又忽略了隔离开关管理,特别是检修管理,大部分都存在失修的情况,特别是母线隔离开关。对此,在220KV变电站隔离开关中,必须做好故障分析与处理工作。
1隔离开关的概述
隔离开关又称刀闸,利用电力系统就能实现改变运行方式、隔离电源、分合电流、倒闸等功能,在操作隔离开关的同时就能形成断开点,以完全隔离220KV系统与检修设备,从而保障维修人员的操作安全。隔离开关因为操作方便、构造简单,一般没有严格规定,但在长期运行中,受各种因素影响,隔离开关很可能发生触头发热、拒动、瓷绝缘子断裂等问题,最后对整个220KV变电站带来安全隐患。
在220KV电网中,高压交流隔离开关结合不同的分类形式有不同的类型。按照安装地点,有户内封闭与户外敞开式;按照运动形式,有垂直旋转与水平旋转。隔离开关通常在220KV变电站与500KV变电站的220KV部分使用户外敞开式,结合场地条件与用途,可以使用垂直与水平旋转。在造型更换、设计安装、技改中,都必须考虑气候、环境因素,这样才能保障工作性能与稳定性。
隔离开关内部不存在灭弧设备,在运行期间不能用于220kv负荷电流,和断路器配合以达到改变运行方式的目的。鉴于此,在系统运行中,必须遵守对应的操作准则,确保分合闸动作的快速与果断,在结束时不能用力过猛;无论是合闸还是分闸,除了负荷在允许范围内,都不能带负荷;如果隔离开关存在带负荷误操作,合闸之后不能马上拉开。
2隔离开关的故障
2.1分合不到位与拒动
分合不到位与拒动是220KV变电站最常见的故障与问题,由于端子箱受潮、元件侵蚀、结构干涩、润滑不够、开关失灵等因素影响,都会影响分合闸与拒动工作的展开。故障原因有二次与一次之分,一次包含传动与操作机构故障灯;二次有电机控制、外部闭锁与电机工作回路等。就变电站实验反馈的信息来看:220KVGW型号的隔离开关有很高的故障率,更多的体现为连接区域的折断问题;因为GW型号的密封性不够,很容易找到锈蚀,发生卡滞等问题,最终出现三相分合不灵、开关拒动等问题。另外,DR与PR型号在操作中,也会发生连杆断裂与操作回路失控等问题。
2.2触头发热
结合最热点温度、温升大小、倒闸温度可以确定隔离开关缺陷与发热程度,隔离开关属于电流致热设备,螺丝与弹簧部位很容易出现发热问题,严重时还会影响隔离开关运行。导电回路失灵是触头发热的根本原因,或者螺丝松动、弹簧被压紧,接触电阻增大、接触面积增大,或者静触头、刀片接触面积减少,都会破坏触头的工作环境。在变电站投产、定期检修隔离开关后、频繁操作不当后,隔离开关都很容易出现发热的问题。


2.3瓷绝缘子发生断裂
在220KV变电站运行中,对安全构成最大威胁的是瓷瓶发生断裂,如果22KV在操作与运行中出现绝缘子断裂,首先会影响相邻设施正常运行,然后对操作人员带来损失。220KV高压部分发生瓷绝缘子断裂,势必会带来闪络放电、自动分合闸等问题,让变电站、母线发生失压与短路,最终酿成停电事故。
3处理方法
3.1处理拒动的方法
及时查出拒动原因,然后再结合具体情况操纵。检查倒闸的外部结构,查看刀闸是否存在卡死、锈蚀、断裂等问题,观看隔离开关是否有轴销、熔焊变形、脱落与断裂等问题,判别是否属于机械故障。在二次回路中按照以下步骤进行检查:首先检查倒闸是否存在闭锁回路,查看电源空气开关、电源电压,判定闭锁回路工作是否正常;其次,对电机控制回路进行检查,查看控制把手位置、检查图纸端子排接点情况,判别是否存在交流接触器、热偶继电器与行程开关故障等问题发生;最后,检查电机回路,利用电源空气开关、判定电机是否有烧坏、缺相等问题。在原因不明的情况下不能操纵,反之很可能带来事故。
3.2处理分合不到位的方法
利用后台机械信息、物理位置与指示牌等进行综合判断,在处理期间应结合具体情况而定。如果没有发生拉弧等问题,不管刀闸是合上还是拉开,都应及时向上级汇报,再结合处理意见进行故障处理。如果刀闸发生拉弧,在保障工作人员安全的基础上,应及时采用措施减小或者消除拉弧。
3.3处理触头发热的方法
结合发热程度进行处理:当发热点温差低于15K,要做好监测工作;热点超过90℃或者温差大于80%时,必须做好监测,由相关人员确立缺陷性质,同时使用对应的解决方案;当温度超过130℃或者温差超过95%时,应及时减小或者转移负荷,并且做好停电处理。具备工作条件时,结合不同的接线形式操作;双母线接线可以结合运行方式,通过母联断路器,使用热倒形式转移负载。
3.4处理瓷绝缘子断裂的方法
当220KV隔离开关发生破损放电、断裂时,很容易带来带负荷分合闸与闪络放电等事故,从而造成大面积停电。对此,一旦发现该缺陷,应马上进行停电处理,对破损的绝缘子进行更换。
4结语
220KV隔离开关作为电力系统的核心设备,同时也是故障的常发区域。因此,工作人员应及时掌握运行状态,做好维护与巡视工作,一旦发现故障马上查明故障原因,并且结合相关技术,减小隐患,这样才能保障电网系统经济、安全的运行。
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