220 kV断路器油泵电动机频繁启动的原因分析与处理

潘中伟，肖驰夫，刘 斌，苏 强

（国网浙江省电力公司检修分公司，杭州 311232）

220 kV断路器油泵电动机频繁启动的原因分析与处理

潘中伟，肖驰夫，刘 斌，苏 强

（国网浙江省电力公司检修分公司，杭州 311232）

针对220 kV断路器油泵电动机频繁启动的问题，通过分析微动开关动作与油压升降的关系及油泵启停回路原理，找出了导致问题的原因为微动开关行程过长。根据分析结果调整了相应微动开关的行程，处理后问题得以消除，油泵电动机频繁启动现象再未出现。

220 kV断路器；油泵电动机；频繁启动；微动开关

0 引言

500 kV南雁变电站1号主变压器（简称主变）220 kV断路器投运后，油泵电动机每次启动，报文都会连续3次发出打压启动和复归的信号（如图1所示）。而查看现场断路器压力值为32.0 MPa，小于停泵压力32.6 MPa，大于启泵压力31.6 MPa。断路器运行正常，后台有软报文，无对应光字信号，此断路器型号为河南平高LW35S-252W型断路器。

图1 油泵启动时后台报文

省监控中心规定1 min内油泵电动机启动次数在3次及以上报油泵电动机频繁打压信号，因此该油泵电动机启动，省监控中心都会要求运维人员到达无人变电站（简称无人变）现场确认压力值是否正常，且几乎都在凌晨时间。由于该变电站已执行无人值班模式，这给运维人员带来了很大的困扰。另外，频繁启动也会对电动机造成损耗，可能会加速老化，导致电动机损坏，油泵无法启动。此时，如果线路发生故障，开关将无法正常跳闸保护设备和电网的安全。

结合以上故障现象，从断路器油泵电动机控制原理入手进行分析。

1 断路器油泵电动机控制原理分析

1.1 微动开关功能

1号主变220 kV开关液压系统结构如图2，3，4所示。

开关液压工作缸左右两侧各有3个微动开关KP1—KP6，各功能如下：

KP1：分闸低油闭锁1微动开关；

KP2：分闸低油闭锁2微动开关；

KP3：合闸低油闭锁微动开关；

KP4：重合闸低油闭锁微动开关；

图2 1号主变220 kV开关液压系统及各压力微动开关正面

图3 左侧微动开关

图4 右侧微动开关

KP5：油泵启动微动开关；

KP6：油泵停止微动开关。

1.2 微动开关动作过程

正常情况下，各微动开关都处于断开位置。按照油压整定值，随着油压的下降和上升，各微动开关依次闭合、断开。油压整定值如图5所示。

图5 开关油压整定值

压力下降，弹簧带动挡板下降，微动开关依次闭合：

（1）当压力下降到32.6 MPa时，KP6闭合，油泵自保持功能投入；当压力下降到31.6 MPa时，KP5闭合，发油泵打压信号。

（2）当压力下降到30.5 MPa时，KP4闭合，发重合闸闭锁信号；当压力下降到27.8 MPa时，KP3闭合，发合闸闭锁信号。

（3）当压力下降到25.8 MPa时，KP1与KP2闭合，发分合闸总闭锁信号。

压力上升，则弹簧带动挡板上升，微动开关KP1—KP6依次被断开[1]。

1.3 开关油泵启停回路分析

断路器说明书中油泵电动机控制回路如图6所示。

图6 开关油泵电动机控制电气回路

结合图5、图6，分析油泵电动机从启动到停止的全过程：

断路器正常运行时，油压会缓慢下降，弹簧带动挡板向下降，当油压下降到32.6 MPa时，KP6闭合，自保持功能投入；油压继续下降，到31.6 MPa时，KP5闭合，电动机打压启动。

此时，KM线圈得电，KM（1，3）接点闭合，油泵电动机电源回路接通，油泵开始启动，同时常开接点KM（73，74）闭合，自保持回路接通。

油泵电动机通电自保持，持续打压，油压上升，同时弹簧带动挡板向上升。当压力大于31.6 MPa时，KP5断开；当压力大于32.6 MPa时，KP6断开，KM线圈失电，KM（1，3）接点断开，油泵停止打压，后台电动机打压启动信号复归。

2 故障产生原因分析

通过分析油泵电动机控制原理[2]可知，当压力小于31.6 MPa时，KP5闭合，打压启动；当压力上升到32.6 MPa，KP6断开，自保持回路断开，打压停止，打压启动信号复归。从启动到复归，压力变化幅度为1 MPa。而现在打压启动后，压力较小幅度地变化，电动机就会连续启动、复归。由此，猜测油泵频繁启停的原因是电动机启停过程中KP6始终处于断开状态[3-5]，电动机启动回路无法自保持。正常时和故障时KP5与KP6这2个微动开关随压力变化闭合、断开状态分别如图7、图8所示。

图7 正常时KP5与KP6随压力变化开闭状态

图8 故障时KP5与KP6随压力变化开闭状态

现场检查KP6位置，可以发现KP6微动开关行程过长（如图9所示），而行程过长会导致KP6无法闭合。此时，油泵的启动和停止全靠KP5的断开、闭合完成。油压在31.6 MPa附近微量变动，就会使KP5接点时通时断，导致开关电动机频繁启动和复归。通过现场检查，验证了对故障产生原因的分析，确定了缺陷产生原因，即KP6微动开关行程过长。

图9 开关KP5与KP6行程开关实际位置

3 故障处理

通过分析故障产生原因可知，调整KP6微动开关的开关行程，使KP6微动开关按照油压整定值开断即可将缺陷消除。

通过观察发现，可以参照其他行程开关对应的螺纹牙数，对KP6微动开关行程进行设定：

KP1为分合闸总闭锁微动开关，其对应压力值在25.8 MPa，顶针处螺纹露出了约8牙；KP3为合闸闭锁微动开关，其对应的压力值为 27.8 MPa，顶针处螺纹露出了约6牙。

由此可知，大约1 MPa对应于1牙的螺纹。目前KP5顶针处的牙数约在3.5牙，与厂家沟通确认后，将KP6的牙数调到了约2.5牙的位置。调整后的KP6微动开关行程如图10所示。

图10 KP6调整后的行程

由于1号主变220 kV断路器处于运行状态，现场如果进行泄压试验断路器打压，有一定的安全风险，因此采取等断路器自行打压后查阅后台报文的方式，验证本次处理结果。

次日，查阅历史报文，该开关于2015年2月13日21∶21和2015年2月14日01∶35各打压了1次，每次启动和停止只发1次信号，开关打压启动信号正常，报文如图11所示。随后，持续关注油泵电动机打压启动情况，并且到现场观察核对断路器油泵微动开关动作对应的压力值，确定停泵压力为32.5 MPa，启泵压力为31.7 MPa，安全阀的动作值34 MPa。

图11 调整后开关打压启动信号

4 结语

此次断路器油泵电动机频繁打压故障的根本原因是油泵压力微动开关KP6出厂值调整不合理。今后在同类型断路器新投产验收过程中，运行单位需要加强对微动开关动作压力值的验证。

另外，由于该断路器压力微动开关仅仅通过螺栓调节，若开关连续分合，则有可能造成螺栓松动，导致断路器微动开关动作压力值变化，给断路器正常运行带来隐患。建议厂家在设计上增加微动开关定位防松动措施。

油泵电动机频繁打压是断路器较为容易发生的一种故障，以上对故障原因的分析过程及处理方法，可对类似故障的处理与预防提供一定的参考和借鉴。

[1]韩一霈，张惠民.220 kV断路器液压操作机构频繁打压故障分析及处理[J].河南电力，2014（2）∶42-44.

[2]陈媛，张绿洲，林匹，等.某500 kV变电站220 kV断路器频繁打压的分析与处理[J].电力与电工，2010，30（4）∶48-49.

[3]杨衡新.220 kV断路器操作机构故障处理及原因分析[J].水电站机电技术，2006，29（3）∶43-44.

[4]韩筱慧，闻飞翔，费宇，等.HMB-4型液压弹簧操作机构频繁打压故障的现场检修[J].浙江电力，2015，34（4）∶69-72.

[5]王彪，周程肖.FX22型断路器液压机构频繁启动原因分析[J].浙江电力，2011，30（6）∶17-18.

（本文编辑：陆 莹）

Cause Analysis and Solution to Frequent Oil Pump Motor Start of 220 kV Circuit Breaker

PAN Zhongwei，XIAO Chifu，LIU Bin，SU Qiang
（State Grid Zhejiang Maintenance Branch Company，Hangzhou 311232，China）

The oil pump motor of 220 kV circuit breaker started frequently.By analysis of the relationship between micro switch action and oil pressure change as well as the theory of oil pump startup and shutdown circuit，it is found that the problem is caused by overlong switch limit.According to the analysis，the switch limit is adjusted，by which the problem is eliminated and the frequent start of oil pump motor occurs no more.

220 kV circuit breaker；oil pump motor；frequent start；micro switch

TM561

B

1007-1881（2017）02-0034-04

2016-12-01

潘中伟（1983），男，助理工程师，主要研究方向为电气工程及其自动化。