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高压断路器拒合的原因及处理


《电气与电控》 / 2012-05-10

  高压断路器拒合的原因及处理

  断路器拒合是发电厂、变电站常见的故障之一,断路器拒合与拒分类似,同样存在机械故障和电气故障P550086,常见断路器拒合电气故障如下:


  (1)断路器控制回路故障。
  1)合闸接触器失电压或欠电压故障。直流电源故障,控制回路容体熔断,合闸接触器回路各元件连接线断线,接头或元件触点接触不良,断路器辅助触点闭合不好,短接合闸接触器的两点接地,这些故障都会使合闸接触器失电压或欠电压,导致断路器拒合。
  2)合闸接触器故障。合闸接触器线圈断线,接触器铁心被卡住或弹簧反作用力过大,都会使接触器触点无法闭合,导致断路器拒合。
  对合闸控制回路不通故障的检查方法如下:首先根据故障现象判断是否属于断路故障,然后根据可能发生断路故障的部位确定断路故障范围,最后利用检测工具找出断路点。合闸控制回路较长、元件较多,如果逐个元件查找,太费时间,而且有时为了不影响其他控制回路的正常工作,必须带电进行检查,所以最好是用对地电位法分段检
查断线故障点,也可采用电压法等方法。


    对接触器铁心被卡或弹簧压力过大的故障处理方法如下:
    a.检查电磁线圈通电后产生的电磁力是否不足以克服弹簧的反作用力。若属于线圈问题就应更换线圈,若属于弹簧压力过大,则应对弹簧的压力作相应的调整,必要时进行更换。
    b.检查接触器铁心是否被卡,若铁心被卡,则应进行拆检、清洗、修整,必要时调换配件。


    (2)合闸回路故障。
    1)合闸线圈失电压或欠电压故障。合闸电源故障,合闸回路的熔体熔断,连接线断线或接触不良FLUKE 62 Mini,合闸接触器触点未能闭合,都会使合闸线圈失电压或欠电压,导致断路器拒合。其处理方法参见断路器控制回路故障。
    2)合闸线圈断线,匝间短路或绝缘损坏。与分闸线圈一样,合闸线圈也存在这类故障。其处理方法参见控制回路两点接地故障。
    3)合闸线圈烧毁故障。断路器合闸线圈的额定电流也是按短刚通电设计的,合闸母线熔断器熔体选择过大,同时出现机械操动机构调整不当,导致合闸过程中,合闸线圈通电时间过长,是合闸线圈烧毁的主要原因。
    断路器频繁操作,与分闸线圈一样,线圈中频繁的受到大电流冲击,是导致线圈过热甚至烧毁的原因之一。


    (3)断路器合闸铁心动作失灵故障。
    1)合闸铁心未动作。除上述合闸回路故障以外,合闸铁心严重卡塞也是造成合闸铁心动作失灵的原因之一。
    2)合闸铁心动作,但仍不能合闸。因安装调试不当等机械原因,导致合闸铁心动作失灵的情况如下:
    a、合闸线圈内的套筒安装不正或变形,影响合闸线圈铁心的冲击行程,或者合闸线圈铁心顶杆太短,定位螺栓松动等使铁心顶杆松动变位。
    b、操动机构安装不当,使机构在分闸后卡住未能复位。


    上述故障的处理方法如下:
    a、对铁心动作行程不够故障,应重新安装,手动操作试验,观察其铁心的冲击行程并进行调整。
    b、对铁心顶杆松动变位故障,可调整滚轴与支持架间的间隙为1~1. 5mm,调整时将顶杆往下压,然后在顶杆上打冲眼、钻孔,并用两个定位螺钉固定。
    c、对操动机构卡住未能复位故障,应检查各轴及连板有无卡阻现象,如双连板的机构与其轴孔是否一致、轴销有无变形、连板轴孔是否被开口销卡塞的现象等,根据检查结果作相应的处理。


    (4)直流电源电压过低或过高。直流母线电压过高时,对长期带电的继电器、指示灯等容易造成过热或损坏,对分、合闸线圈不仅增加电流发热,同时电磁铁铁心磁通饱和,引起铁心过热。电压过低时,可能造成断路器、保护的动作不可靠,甚至引起分、合闸线圈中电流增加而过热或烧毁。所以直流母线电压允许变化范围一般是正负10%。


    直流母线电压的高低取决于直流电源电压,对于采用蓄电池或电容储能作为直流电源的变配电站,通常由硅整流装置作为充电设备。硅整流装置又分为有整流变压器和无整流变压器两种,有整流变压器的硅整流装置的交流电源取自站用电380V交流电源,经整流得到220~240V的直流电源。无整流变压器的硅整流装置的交流电源同样取自站用电,对220V的直流电源,又分为两种情况:一种是直接把整流器的输入端接在380V交流电源上,输出直流平均电压为257V,比220V高出15%Fluke LVD1,可用来补偿合闸回路的压降;另一种直接把整流器的输入端接在220V交流电上,输出直流电压保持在195~200V的范围内,能够满足断路器分、合闸要求。


    蓄电池组按浮充运行方式工作时,浮充整流器平时供给母线上的经常负荷,同时以不大的电流向蓄电池浮充电,以补偿蓄电池自放电消耗的电量,使蓄电池经常处于满充电状态。在浮充电运行方式下,蓄电池组主要负担短时的冲击负荷。蓄电池在进行充电和放电时端电压变化较大,依靠手动端电池调节器调节蓄电池组接入母线的个数,
以维护直流母线电压恒定,避免断路器合闸回路电压过高,若调节不及时,就会出现电压过高现象。当交流系统发生事故,浮充整流器断开时,蓄电池组将转入放电状态,承担全部直流负荷。随着蓄电池单独供电时间的延长及自放电损失,蓄电池端电压随之下降,若调节不及时,就会出现电压过低现象。


  处理的方法是:
    1)检查控制回路电压是否低于或超过其额定工作电压范围,可以(80%~105%) UN作为额定工作电压范围。
    2)若电源电压不在该范围内,则应调节手动端电池调节器。
    3)若电压过低,还应检查硅整流器电源熔体及站用变压器熔体是否熔断,检查站用电交流电压是否过低。
    4)检查蓄电池组是否有故障。应检查每只蓄电池的电压,若发现某个电池低于规定值,一定要及时将其调换下来作单独充电处理。这种已提前出现老化,容量降低,甚至全丧失容量的蓄电池,在放电过程中,尤其在合闸电流的冲击下,其电压可能很快下降到零点_几伏。


    对于安装在l0kV变配电站的高压断路器弹簧操动机构的电源,目前多数由所内电压互感器供给,因而机构储能电动机也采用额定电压为110V的交流串励式电动机,但电压互感器二次测电压一般为100V,加上互感器二次回路不可避免地存在压降,这样加在储能电动机上的电压更低。操作电源电压偏低,使储能电动机工作时电磁转矩及转速均下降不少,从而影响机构弹簧的储能效果,易造成断路器拒合故障。


    为此,可作如下改进:FLUKE-59 Mini首先是改进用额定电压为220V的交流串励式电动机作为储能电动机,然后配置一台容量为lkVA左右的单相变压器,把电压互感器二次侧电压升高至220V以供操作用。

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