500kV SF6断路器二次回路障碍引起的分合闸不同期现象

2016-08-04唐志剑

大科技 2016年15期

关键词：分闸接触器触点

唐志剑

（国网湖南省电力公司检修公司湖南长沙 410000）

500kV SF6断路器二次回路障碍引起的分合闸不同期现象

唐志剑

（国网湖南省电力公司检修公司湖南长沙 410000）

本文针对瑞典ABB公司所产HPL550B2型500kV SF6断路器，分析了引起断路器分、合闸同期性超标的主要原因，结合现场试验，找到解决导致试验数据超标问题的关键点，为今后同类型断路器调试工作提供指导。

西门子；断路器；同期性；K9节点；短路

1 引言

在电力系统中，SF6断路器是电力系统继电保护的终端设备，其可靠性直接关系到电力系统的可靠运行，在例行试验中需经常检查、调试和维护。其中断路器机械特性的测试是断路器最重要的例行试验项目。

2 断路器分、合闸同期性测试的意义

断路器分、合闸同期性是指分闸或合闸时三相不同期的程度，要求不同期程度越小越好，断路器分、合闸严重不同期，将造成线路或用电设备的非全相接入或切除。系统在短时间内处于非全相运行状态，由于中性点电压漂移，产生零序电流，将降低保护的灵敏度；中性点可能产生过电压，引起中性点避雷器爆炸。此外，断路器分闸不同期，将延长断路器燃弧时间，使灭弧室压力增高，加重断路器负担，可能产生危及设备绝缘的过电压，对断路器的触头也会带来损伤，并造成发电机、变压器同期并列运行不良。因此，在交接和例行试验时，必须对断路器进行三相分、合闸同期性试验。

3 SF6断路器试验的方法

进行SF6断路器的机械特性同期性试验必须将测试设备的分合闸控制线接如断路器控制回路，断路器的二次回路中连有辅助触点接触器，接触器的作用和原理是：当接触器线圈通电后，线圈电流会产生磁场，产生的磁场使静铁心产生电磁吸力吸引动铁心，并带动交流接触器点动作，常闭触点断开，常开触点闭合，两者是联动的。当线圈断电时，电磁吸力消失，衔铁在释放弹簧的作用下释放，使触点复原，常开触点断开，常闭触点闭合，它的主要附件为辅助触点。

进行辅助触点操作过程中使得接触器可以实现远方控制，同时为线路短路继电保护用。在断路器的二次回路控制中，接触器可以实现低电压小电流控制高电压大电流，还可以实现控制回路与主回路的隔离。

4 现场测试

2013年3月，试验人员在广东鹅城±500kV换流变电站500kV交流场地，进行了5611、5612、5613、5614断路器的机械特性的测量工作，为ABB生产的断路器型号为HPL550B2、额定电流：4000A、额定电压：550kV、额定频率：50Hz、生产厂家：瑞典ABB公司2002年生产。控制回路电压为直流110V。

断路器机构为全弹簧断路器、全弹簧SF6断路器的灭弧原理是利用开断短路电流时的电弧使SF6气体热膨胀的能量进行吹弧，其分闸操作功约为压气式结构断路器的25倍左右，因此断路器配用了全弹簧操作机构。全弹簧操作机构具有结构简单、传动可靠、机械寿命长等特点，同时避免了气动、液压机构存在的漏气、漏油等潜在缺点，是电力系统在高电压领域常采用的方式。

5 现场试验数据

试验人员首先对5611断路器进行了分、合闸试验，测试数据如表1。

试验人员发现5611断路器存在分、合闸不同期现象，经过反复测试，并对多次的合、分闸数据进行了分析，发现合闸相间同期差总在9.1～ 10.1ms之间，标准差为5ms，超标4～5ms、分闸相间同期差总在5.2～5.4ms之间，标准差为3ms，超标2.2～2.3ms，导致三相不同期的原因为A相断路器速度过慢。

表1

6 现场数据分析

根据历史经验，断路器机械部分和电气两方面进行故障查找：

（1）电气方面的故障主要有操作回路的故障；二次回路绝缘不良；转换接点接触不良，压力不够变位等使分合闸回路不通；断路器密度继电器闭锁操作回路等；

（2）而机械部分故障主要是断路器操作机构失灵。传动部分故障和断路器本体的故障。其中操作机构方面主要机构脱扣，铁芯卡死等。

（3）断路器分合闸不同期可能是弹簧未储能或未储足，弹簧储能锁扣不可靠等故障。断路器传动部分的故障主要有系统所用元件的材料性能不好；电磁操作阀针杆生锈、卡死，行程不够、偏卡；传动机构连接部分脱销，连接松动等。三相共用一个操作机构的断路器，油、气管配置不恰当，也会引起断路器不同期超标现象。

（4）断路器分合闸不同期超行程和拉杆卡涩等引起的现象。

（5）断路器分合闸不同期可能液压操作机构油路管道中存在气泡、液压机构压力低于规定值，导致分合闸闭锁，但是这台500kV SF6断路器无油路管道。所以试验人员排除了液压操作机构油路管道中的问题。

试验人员根据以往的经验初步判断为机械部分故障：主要是A相断路器弹簧机疲劳所致。导致弹簧压力不够，A相速度过慢，若进行弹簧的调整及机构故障回路的查找，要厂家人员进行配合且检修工期紧张，不具备操作条件。

7 现场测试结果

测试人员查看二次图纸：断路器如果进行合闸操作必须将辅助触点+K9及+K11的按钮按住才能进行合闸操作。

图1 断路器二次图纸中合闸回路

图2 断路器二次图纸中分闸回路

断路器进行分闸操作必须将+K9及+K10的按住才能进行分闸操作。

图3 断路器辅助触点人工按钮操作图

图4 断路器辅助触点人工按钮操作图

图5 断路器接触器辅助触点图

图6 断路器辅助触点+K9触点人工短路图

试验人员反复进行了调整和引线的接触面，排除了一次测试线接触方面的影响，5611 SF6断路器三相不同期现象仍然存在（如图7）。

试验人员认真核对二次回路，发现分、合闸操作都通过辅助触点+K9按钮按住才能进行操作。将辅助触点+K9短接后，测试数据如表2。

8 结果分析

（1）测试数据如上：经过测试发现5611A相SF6断路器的合闸时间快了7～8ms，相间同期在合格范围内≤5ms，A相SF6断路器的分闸时间快了4～5ms，相间同期在合格范围内≤3ms，数据为合格。为什么将A相 SF6断路器的辅助触点+K9进行短路后，相间同期是合格的，我们仔细进行了观察，发现+K9的接触器按纽是接触不好、内部触点松动甚至接触不到位。