发电机出口真空断路器拒绝分闸事故处理

吴德强 杨明玲

（湖南澧水流域水利水电综合开发有限责任公司 长沙市 410014）

断路器具有完善的灭弧装置和高速的传动机构，它能接通和断开各种状况下高压电路中的电流，用以完成主接线运行方式的改变和尽快切除故障电路，发电机断路器的主要作用是在于简化运行操作程序，减小发电机和变压器的事故范围，简化同期操作、提高其可靠性，方便调试和维护。

操作机构是断路器的关键部件之一。操作机构由储能机构、自由脱扣机构等组成。在断路器工作中操作机构要可靠地完成合闸动作（机构过死点），合闸动作完成后残余能量要小，以提高断路器的机械寿命与合闸的可靠性。

皂市水电站地处常德市石门县皂市镇，装机2× 60=120MW，混流式机组，发电机额定电压为10.5kV，发电机出口真空断路器（柜体为西门子3AH3系列，断路器为德国8BK40型原装进口，开关编号20065907），变压器额定容量为75000MVA。单机带单变接入220kV母线，断路器出厂试验及2007年6月的现场交接试验均合格。2008年5月3日投入运行。

1 事故经过简介

2008年5月22日，1#发电机处于检修态，2#发电机正常运行，1#、2#主变压器正常运行，晚上23∶25分，中调要求皂市水电站停2#发电机。2#发电机监控系统自动停机时出口断路器320（西门子8BK40型）拒绝分闸。在远方、现地电动均不能分闸。值长现地检查发现320开关本体并无异常，要求一次和二次人员到现场处理。检修人员到达现场检查后，检查320断路器分闸控制回路正常，经值长许可，短接 320断路器Ⅰ路分闸回路端子 X3：300和X3：327、Ⅱ路分闸回路端子X3：300和X3：331均不能使其分闸。后来一次人员在断路器本体柜门上机械分闸，断路器仍未能分闸，初步判断320断路器可能机构卡死。5月23日凌晨4点，断开2#变压器高压侧620断路器，2#发电机停机申请检修。

2008年6月4日，1#、2#发电机正常运行，1#、2#主变压器正常运行，凌晨1∶00分左右，皂市水电站2#机组通过监控系统自动停机时，320开关再次拒绝分闸，导致停机流程退出。专业人员在远方、现地电气手动、机械本体操作方式下操作，均不能使其分闸。打开320开关机构箱面板，发现与5月23日情况一样，分闸机构已卡死。6月4日凌晨3点，断开2#变压器高压侧620断路器，2#发电机停机申请检修。

2 事故处理过程

（1）2008年5月23～24日皂市水电站技术人员同厂家一起检查了320断路器机构，发现拉杆被卡住，对拉杆强行撬动后，断路器得以分闸。当时的处理是对断路器动触头底部绝缘拉杆长度进行了调整，三相均缩短了1mm左右，调整后断路器多次分合闸试验均正常。后投入运行。

（2）2008年6月4日，厂家在分合闸拉杆的合闸能量反冲处垫加了一块厚度为1mm的垫片；将5月23日处理的绝缘拉杆缩短重新调整，将开关三相开距由原来的10.4mm、10.7mm、11.0mm统一调整为10.4mm。并对开关进行了多次分合闸试验均正常。后投入运行。

（3）2008年7月13～15日，皂市电站技术专业人员会同厂家对320断路器进行了分合闸时间、分合闸角速度、分合闸时间不同期、合闸弹跳时间、开关转角五个项目特性测试。测试的试验数据（表1）中发现开关转角偏大、分闸角速度偏大。技术人员会同厂家现场进行了多次的调整、调试及试验，320断路器最终试验数据（表2）中，断路器转角由原来的62.7°减小为59.5°；分闸角速度由原来的7.4°/ms，7.2°/ms，7.4°/ms统一调整为4.9°/ms；再次调整断路器动触头底部绝缘拉杆长度来调整开关的开距，再次将开关三相的10.4mm、10.4mm、10.4mm调整为11.2mm、11.2mm、10.9mm。

表1 320断路器7月13日调整前试验数据

表2 320断路器7月15日调整后试验数据

3 事故原因分析及处理

2008年7月15日，皂市电站技术专业人员会同厂家针对320断路器的测试数据，结合事故的原因及过程进行了详细的分析，分析结果是320开关合闸能量过大，原因及处理方式如下：

（1）320断路器合闸能量过大，造成分合闸拉杆已过头，致使机构被卡死，储能电机驱动的连轴不能带动分合闸拉杆，6月4日已经在分合闸拉杆的合闸能量反冲处垫加了一块厚度为1mm的垫片，用以缓冲合闸能量，不会致使机构卡死。

（2）针对320断路器开关转角偏大，厂家调高分闸缓冲器的高度来减小开关转角。而开关转角变小就可以改变分合闸时操作机构力径，能够减缓合闸能量，同时也可以减小分闸角速度。

（3）针对320断路器分闸角速度变大，厂家和专业技术人员通过对开关多次试验，经过认真分析试验数据后采取重新调整断路器动触头底部绝缘拉杆长度，增大开关开距来减小分闸角速度。所以厂家5月23日及6月4日缩短绝缘拉杆长度的处理方式是方向性错误。

4 防范措施

（1）加强对320断路器的操作机构的监视，在320断路器正常投入运行期间，我们将其开关操作面板拆除，将柜门锁好，通过柜门可以监视断路器操作机构。

（2）由专业人员定期对这次处理过程中调整过的机构重点检查，检查合闸缓冲器处所加的垫片有无松动，检查分闸缓冲器上下端螺栓有无松动。

（3）在每年的检修过程中，对320开关进行动作特性试验，对比厂家试验数据，历次试验数据及规程规范做综合分析。如有异常及时联系厂家。

经过2009至今这几年的监视与试验跟踪，合闸缓冲器处所加的垫片无松动，分闸缓冲器上下端螺栓无松动。开关历次试验数据合格，也从未出现过拒绝分闸事故。开关320断路器运行状况很好，厂家7月13日对320断路器分析及处理方式是合理正确的。

5 结 语

本次发电机出口320断路器拒绝分闸事故引起机组两次被迫退出运行，厂家和专业技术人员第一次分析和处理不全面，导致同样的事故出现第二次，造成较大经济损失。所以针对开关操作机构故障，厂家和专业人员因先对开关结构进行认真仔细分析；再者厂家对这种全进口断路器极少出现的故障，在不能保证正确处理的情况下，应全面分析原因，慎重考虑处理方式。