| 10kV真空開關(guān)作為新一代的、先進的開關(guān)設(shè)備自1993年以來在廣州電力工業(yè)局得到廣泛的應(yīng)用。較之10kV油開關(guān),它具有開斷容量大,滅弧性能好,機械電壽命長,運行維護量小,檢修周期長等特點。截至1997年底,投入運行的真空開關(guān)數(shù)量已經(jīng)達到1693臺,占10kV開關(guān)總數(shù)的63.3%。從1995年至1997年,真空開關(guān)發(fā)現(xiàn)缺陷和發(fā)生事故的次數(shù)分別為21相次、1相次,缺陷率和故障率為0.138%和0.007%。比例雖低但問題較突出,主要表現(xiàn)為真空泡慢性漏氣機構(gòu)卡阻等方面,這就要求我們切實加強真空開關(guān)在選型、安裝、運行、檢修等方面的全過程質(zhì)量管理工作。
1 選型、調(diào)試及交接試驗 1.1 選型 表1和表2對各真空泡廠家產(chǎn)品在運行中的質(zhì)量進行了比較。 統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明,四川某生產(chǎn)廠產(chǎn)品的缺陷率較低,曾發(fā)生一次事故,但原因為斷路器生產(chǎn)廠裝配的緩沖器失效引起開斷失敗。陶瓷泡較玻璃泡的缺陷率低。另外,陶瓷泡由于采用了先進的焊接技術(shù),密封性能較好,機械強度高,爬距大,電壽命較長,開斷容量大,一般來說,開斷容量為31.5kA和40 kA的陶瓷泡其滿容量開斷次數(shù)可分別達50次和30次,而玻璃泡則分別為30次和20次左右。
表1 1995年至1997年各真空泡廠家產(chǎn)品在運行中的質(zhì)量比較
| 真空泡生產(chǎn)廠 |
運行總相數(shù) |
缺陷相數(shù)及類型 |
事故相數(shù)及類型 |
缺陷率/% |
故障率/% |
| 遼寧某生產(chǎn)廠 |
1 113 |
9(耐壓不合格) |
0 |
0.81 |
0 |
| 四川某生產(chǎn)廠 |
2 943 |
7(耐壓不合格) |
3(開斷能力) |
0.24 |
0.1 |
| 貴州某生產(chǎn)廠 |
87 |
0 |
0 |
0 |
0 |
| 陜西某生產(chǎn)廠 |
423 |
5(耐壓不合格) |
0 |
1.2 |
0 |
表2 1995年至1997年陶瓷泡和玻璃泡在運行中的質(zhì)量比較
| 真空泡類型 |
運行總相數(shù) |
缺陷相數(shù) |
事故相數(shù) |
缺陷率/% |
事故率/% |
| 陶瓷泡 |
3 291 |
12 |
3 |
0.36 |
0.09 |
| 玻璃泡 |
1 275 |
9 |
0 |
0.71 |
0 |
1.2 調(diào)試、交接試驗 實踐證明,只有嚴格把好設(shè)備的調(diào)試及交接試驗關(guān),及時發(fā)現(xiàn)并處理設(shè)備存在的先天缺陷,才能保證設(shè)備以良好的狀況投入運行,減輕運行中的壓力,降低設(shè)備運行中的故障和事故率。如廣州電力局110kV開元變電站1號高壓室(真空泡為遼寧某生產(chǎn)廠產(chǎn)品,開關(guān)柜為遼寧某生產(chǎn)廠GG-1A)安裝調(diào)試時,開關(guān)的彈跳普遍不合格,經(jīng)廠家協(xié)助現(xiàn)場處理,才能投運。另外通過交接試驗發(fā)現(xiàn)真空泡漏氣的情況較多,統(tǒng)計如表3,存在問題均為耐壓不合格。 上述例子說明做好真空開關(guān)調(diào)試及交接試驗工作,及時發(fā)現(xiàn)真空開關(guān)本體漏氣及附屬絕緣件擊穿機構(gòu)(含連桿、分合閘緩沖器等)異常,機械特性(彈跳、速度、同期等)不合格等情況,作出處理才投入運行,對確保運行的安全相當重要。
表3 真空泡漏氣統(tǒng)計
| 變電站 |
真空泡生產(chǎn)廠 |
相數(shù) |
| 馬崗站 |
四川某生產(chǎn)廠 |
7 |
| 白山站 |
陜西某生產(chǎn)廠 |
3 |
| 大沖站 |
四川某生產(chǎn)廠 |
1 |
| 林和站 |
陜西某生產(chǎn)廠 |
13 |
2 運行中的檢查、維護、預試 2.1 定期檢測 真空開關(guān)本體常見的缺陷主要有:真空泡慢性漏氣、本體絕緣件絕緣擊穿等。在目前仍未有完善的在線監(jiān)測手段的情況下,定期檢查絕緣,試耐壓是檢驗上述缺陷的主要手段。通過統(tǒng)計廣州電力局真空開關(guān)缺陷情況(如表4)可知,真空開關(guān)出現(xiàn)問題的時間主要集中在投產(chǎn)0.5~2年這段時間,這時真空開關(guān)的運行狀態(tài)較不穩(wěn)定,需加強運行檢測。為此在新修訂的《廣州電力工業(yè)局電力設(shè)備預防性試驗規(guī)程》中,與部頒規(guī)程相比增加了投產(chǎn)后3個月、0.5 年、1年各進行一次預防性試驗的內(nèi)容,然后再按正常的預試周期進行預試,從而達到在真空開關(guān)不穩(wěn)定期間內(nèi)加強對其運行檢測的目的。實踐證明效果很好。
表4 廣州電力局1995年至1997年在預試中發(fā)現(xiàn)真空開關(guān)缺陷的情況統(tǒng)計
| 設(shè)備名稱 |
真空泡 生產(chǎn)廠家 |
投產(chǎn)日期 |
發(fā) 現(xiàn) 缺陷日期 |
| 江南站51乙C開關(guān)W相 |
遼寧某生產(chǎn)廠 |
1993-05 |
1995-07 |
| 江南站52乙C開關(guān)V相 |
遼寧某生產(chǎn)廠 |
1993-05 |
1995-07 |
| 軍田站F1開關(guān)U相 |
遼寧某生產(chǎn)廠 |
1994-07 |
1995-10 |
| 上教站F10開關(guān)W相 |
陜西某生產(chǎn)廠 |
1994-08 |
1995-11 |
| 白山站52乙C開關(guān)U相 |
陜西某生產(chǎn)廠 |
1995-12 |
1996-06 |
| 夏茅站503開關(guān)W相 |
遼寧某生產(chǎn)廠 |
1995-01 |
1996-06 |
| 竹料站590開關(guān)W相 |
遼寧某生產(chǎn)廠 |
1994-09 |
1996-08 |
| 馬崗站502B開關(guān)W相 |
四川某生產(chǎn)廠 |
1995-12 |
1996-12 |
| 山村站503開關(guān)V相 |
遼寧某生產(chǎn)廠 |
1994-12 |
1996-08 |
| 金田站51B開關(guān)W相 |
四川某生產(chǎn)廠 |
1995-12 |
1996-07 |
| 開元站F6開關(guān)W相 |
遼寧某生產(chǎn)廠 |
1995-12 |
1997-11 |
| 開元站F8開關(guān)W相 |
遼寧某生產(chǎn)廠 |
1995-12 |
1997-11 |
| 開元站F2開關(guān)W相 |
遼寧某生產(chǎn)廠 |
1995-12 |
1997-11 |
| 飄峰站51C開關(guān)W相 |
四川某生產(chǎn)廠 |
1995-03 |
1997-10 |
| 上教站F13開關(guān)U相 |
陜西某生產(chǎn)廠 |
1994-08 |
1997-07 |
| 軍田站F2開關(guān)U相 |
四川某生產(chǎn)廠 |
1994-07 |
1997-09 |
| 軍田站F2開關(guān)W相 |
四川某生產(chǎn)廠 |
1994-07 |
1997-09 |
| 景泰站502B開關(guān)U相 |
四川某生產(chǎn)廠 |
1995-09 |
1997-05 |
| 景泰站500B開關(guān)V相 |
四種某生產(chǎn)廠 |
1995-09 |
1997-08 |
| 白山站502A開關(guān)V相 |
陜西某生產(chǎn)廠 |
1995-12 |
1997-01 |
| 白山站F24開關(guān)W相 |
陜西某生產(chǎn)廠 |
1995-12 |
1997-01 |
尚要說明的是開關(guān)本體絕緣子,特別是拉桿絕緣子是非“全工況”產(chǎn)品,運行中常因爬距不足夠和裂痕等原因造成電擊穿或閃絡(luò)放電。更要注意那些為滿足爬距而采用內(nèi)外兩層結(jié)構(gòu)的拉桿絕緣子,其內(nèi)外兩層之間的有機填充物在內(nèi)部有氣泡或受潮時亦會產(chǎn)生沿面閃絡(luò)和電擊穿。 2.2 加強運行巡視 在操作中注意觀察有無異常現(xiàn)象,如在分閘操作中,開關(guān)斷開后,檢查電纜頭的帶電顯示裝置有無顯示帶電;拉開母線側(cè)刀閘時,觀察刀口有無火花和真空泡有無閃光(玻璃泡);在斷開變低和母聯(lián)開關(guān),10kV母線停電時,觀察該段母線PT有無電壓量輸出等。在1997年發(fā)現(xiàn)的11起缺陷中,有5起就是在操作中發(fā)現(xiàn)異常,產(chǎn)生懷疑,再進行耐壓試驗確定的。如在1998年3月30日,人和站10kV母線停電操作時,在切開501開關(guān),未拉兩邊刀閘,變高開關(guān)未分的情況下,值班人員發(fā)現(xiàn)10kV母線PT顯示紅相仍有電壓,對紅相真空泡搖斷口絕緣的值為0,證實該相開關(guān)已經(jīng)嚴重漏氣,從而避免了事故發(fā)生的可能。 2.3 做好維護工作 針對新投產(chǎn)開關(guān)拒動次數(shù)較多的情況,廣州電力局規(guī)定在投運后1年對機構(gòu)進行一次維護工作,重新測量開關(guān)分合閘線圈的動作電壓值。并盡可能每年利用停電機會做一次維護。1996年7月,三元里站52C開關(guān)就曾發(fā)生過一次因U相緩沖器失靈,造成開關(guān)切電容器故障分閘時反彈,未能切斷故障電流,引起開關(guān) U 相真空泡爆炸,同時影響到V、W相真空泡破裂。這提醒我們在維護中注意對開關(guān)分合閘緩沖器的動作性能進行檢查。 3 真空開關(guān)的狀態(tài)檢修 3.1 機構(gòu)的檢修 一般來說,真空開關(guān)的檢修主要針對機構(gòu)檢修,開關(guān)的本體不能檢修。對機構(gòu)的檢修嚴格執(zhí)行有關(guān)檢修規(guī)程、規(guī)定和檢修工藝導則,保證檢修質(zhì)量,其中強調(diào): a)新投運1年后,利用停電機會,應(yīng)進行一次分合閘時間、速度、同期、彈跳、行程、超程、動作電壓及機械連動部分的測試和維護工作。 b)運行中的機構(gòu)利用停電機會每年進行一次維護工作。 c)運行中的機構(gòu)每4年進行一次大修,不能以臨修代替大修。 3.2 開關(guān)本體 通過測量試驗和統(tǒng)計對真空泡的運行狀態(tài)作出綜合的判斷。 3.2.1 測量試驗 對真空泡進行分合閘耐壓試驗以發(fā)現(xiàn)漏氣;測量真空泡合閘接觸電阻,結(jié)合行程、超程等參數(shù)判斷觸頭的損壞情況。 3.2.2 極限開斷電流值統(tǒng)計 真空開關(guān)在達到極限開斷電流值時,應(yīng)更換真空泡。極限開斷電流值IΣ可由廠家給定的額定開斷電流及滿容量開斷次數(shù)計算得出:
IΣ=n極限.I滿容量
統(tǒng)計極限開斷電流值的內(nèi)容有以下兩點: a)正常的開斷操作:
IΣ′=n1.Ir
式中 n1——正常開斷次數(shù); Ir——廠家提供的開關(guān)額定工作電流。 b)短路開斷:
IΣ″=n2.Ik
式中 n2——短路開斷次數(shù); Ik——10 kV母線最大開斷電流(調(diào)度提供)。
IΣ=IΣ′+IΣ″
4 10kV少油開關(guān)無油化改造 結(jié)合開關(guān)的運行狀況和“三遙”變電站對設(shè)備無油化的要求,廣州電力局在1996年和1997年先后對14個站的10kV少油開關(guān)進行了無油化改造。采用真空開關(guān)代替少油開關(guān),原則上不更換操作機構(gòu),只對機構(gòu)作相應(yīng)調(diào)整。通過運行實踐,在技術(shù)上和經(jīng)濟上均收到良好效果。但由于經(jīng)驗不足,在無油化改造中只更換斷路器不更換操作機構(gòu),機構(gòu)的傳動部分作出相應(yīng)的更改后,配真空開關(guān)使用,在改造之后容易出現(xiàn)以下問題: a)由于少油開關(guān)與真空開關(guān)的行程不同,需對機構(gòu)的水平、垂真拉桿作出相應(yīng)改動,減少水平拉桿的轉(zhuǎn)動角度,縮小垂直拉桿的長度,以滿足真空開關(guān)行程。另外,由于真空開關(guān)行程很小,在舊機構(gòu)上進行上述改動,其精度很難掌握,稍有偏差,即會引起開關(guān)拒動。山村站由于這個原因曾發(fā)生過1宗事故。 b)水平拉桿轉(zhuǎn)角改變后,輔助開關(guān)需作相應(yīng)的調(diào)整。但原輔助開關(guān)是根據(jù)原水平拉桿的轉(zhuǎn)角而設(shè)計的,故調(diào)整起來非常困難,極易出現(xiàn)不到位或過位進入死點的現(xiàn)象,輔助開關(guān)不能可靠接觸,影響到開關(guān)的動作和“三遙”信號的準確性。如改造時一起更換輔助開關(guān),則新的輔助開關(guān)難以安裝在原機構(gòu)箱內(nèi),在山村站、赤崗站的改造中就遇到這樣的問題。 c)原機構(gòu)使用已有一定時間,機構(gòu)本身存在一定缺陷。 由于上述3個原因,山村、赤崗站10kV開關(guān)柜完成無油化改造運行一段時間以后,機構(gòu)普遍出現(xiàn)問題。目前兩站已進行無油化改造的48臺開關(guān)柜中,已有32臺更換了機構(gòu)。相比之下,區(qū)莊、燕塘站開關(guān)柜進行無油化改造的同時,一起更換了機構(gòu),改造后開關(guān)柜的運行狀況要好得多。因此,廣州電力局建議GG-1A柜進行無油化改造的同時,對其機構(gòu)一起作更換處理。 由上面的區(qū)別可以知道,手車柜的改造非常繁雜,單臺耗時較長。幾乎每部分都須作改動,若在現(xiàn)場逐臺改造,勢必影響10kV母線供電的可靠性和安全性,倒不如采用新的真空開關(guān)小車進行更換。黃沙站YJN柜的改造就是一個成功的例子。 5 結(jié)論 要確保真空開關(guān)安全、可靠地運行,一定要做好以下幾項工作: a)做好開關(guān)設(shè)備的選型工作,嚴格把好開關(guān)調(diào)試交接關(guān)。 b)在運行中加強開關(guān)設(shè)備的監(jiān)視,爭取做好預防性試驗工作。 c)嚴格執(zhí)行部頒檢修規(guī)程、規(guī)定和檢修導則工藝,結(jié)合實際情況,保證到期必修,修必修好。 |