一例出口斷路器彈簧儲能故障分析

王志宇

（大唐碧口水力發(fā)電廠，甘肅隴南746412）

近些年來，斷路器彈簧儲能故障頻繁發(fā)生，不僅對電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行產(chǎn)生極大的影響，甚至對人們?nèi)粘Ｉ?、工作以及生產(chǎn)的用電也將產(chǎn)生影響，對此必須采取有效的改進(jìn)措施。本文主要結(jié)合一例斷路器彈簧儲能故障以及相應(yīng)的改進(jìn)措施進(jìn)行分析。

1 渦卷式彈簧操動原理

斷路器彈簧儲能故障對變電站以及電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行都會產(chǎn)生直接的影響，本文主要以渦卷式彈簧為例進(jìn)行分析。渦卷式彈簧操動原理如下。

渦卷式彈簧做斷路器合閘的過程中，首先要完成對分閘彈簧的儲能［1］。一般情況下，渦卷彈簧主要裝在彈簧盒內(nèi)，而且，在內(nèi)端和外端都設(shè)有鉤環(huán)，其主要作用是實(shí)現(xiàn)主軸以及彈簧盒之間更好的連接，同時(shí)，在彈簧盒外端也會設(shè)有齒輪，避免在運(yùn)行過程中，彈簧盒出現(xiàn)滑動的現(xiàn)象。渦卷式彈簧操動儲能時(shí)，彈簧的主軸定位不動，合閘摯子閉鎖時(shí)，渦卷式彈簧儲能繼電器的纖維開關(guān)將會執(zhí)行切斷儲能回路的動作；另外，在渦卷式彈簧操動合閘線圈接收到合閘命令之后，執(zhí)行脈沖動作并讓合閘摯子脫扣。與此同時(shí)，合閘驅(qū)動軸也將通過合閘彈簧的能力來帶動與此連接的驅(qū)動拐臂，繼續(xù)經(jīng)驅(qū)動拐臂傳遞來使?fàn)恳墓毡蹖⒛芰總鬟f至斷路器的合閘彈簧以及拉桿上，從而實(shí)現(xiàn)斷路器的合閘操作，然后開關(guān)站的電機(jī)繼續(xù)實(shí)施彈簧儲能操作，與之前的操動相同。

2 一例斷路器彈簧儲能故障分析

隨著社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，電力行業(yè)的發(fā)展也極為迅速，變電站的建設(shè)數(shù)量也越來越多，為人們提供可靠的電能，如，35 k V、110 k V、220 k V變電站的建設(shè)和運(yùn)行，為社會提供可靠的用電環(huán)境［2］。但是，在電力系統(tǒng)正常運(yùn)行的過程中，開關(guān)站卻存在一定的斷路器彈簧儲能故障，嚴(yán)重影響到電力系統(tǒng)供電的可靠性。

例如，在相關(guān)廠家組織技術(shù)人員對220 k V開關(guān)箱進(jìn)行解體的過程中發(fā)現(xiàn)，儲能位置處輔助接點(diǎn)的繼電器功能保持著正常運(yùn)行的狀態(tài)，但是，該位置的儲能限位擋板卻存在很大的不足，如，偏離原來的軌跡、位置未能達(dá)到指定的位置等，嚴(yán)重影響到220 k V開關(guān)箱的正常運(yùn)行［3］。經(jīng)過多名廠家技術(shù)人員對設(shè)備解體發(fā)現(xiàn)，合閘彈簧之間的襯墊出現(xiàn)嚴(yán)重變形，使得彈簧并未達(dá)到相應(yīng)的彈力要求，未能將儲能限位擋板推到相應(yīng)的位置處，致使220 k V開關(guān)站出現(xiàn)斷路器彈簧儲能故障。

另外，某電廠220 k V開關(guān)站2201DL合閘彈簧未儲能不發(fā)信號也是斷路器彈簧儲能故障之一，雖然該故障的發(fā)生機(jī)率較小，但也是影響到開關(guān)站正常運(yùn)行的主要故障之一。引起220 k V開關(guān)站2201DL合閘彈簧未儲能不發(fā)信號的原因大多是C相行程開關(guān)常閉接點(diǎn)SP不可靠而引發(fā)的（如圖1所示）。

圖1 C相行程開關(guān)常閉接點(diǎn)SP不可靠狀態(tài)

如果開關(guān)合閘之后SP未實(shí)現(xiàn)閉合的話，那么，SPX就不能勵(lì)磁，這樣就會導(dǎo)致C相彈簧出現(xiàn)儲能未成功的現(xiàn)象，同時(shí)SPX的常開接點(diǎn)也不能按照正常的閉合操動，信號發(fā)出失敗就會引發(fā)彈簧未儲能不發(fā)信號的故障（如圖2所示）。

圖2 SPX的常開接點(diǎn)也不能按照正常的閉合操動現(xiàn)狀圖

3 對此例斷路器彈簧儲能故障的改進(jìn)意見

斷路器彈簧儲能故障的影響極大，正如以上對一例斷路器彈簧儲能故障的分析一樣，如果發(fā)生這類故障，那么斷路器彈簧儲能不能正常進(jìn)行，變電站的正常運(yùn)行也將受到影響，對此，作者主要提出以下幾方面的改進(jìn)措施。

3.1 時(shí)間繼電器和信號回路接觸器的安裝改造

通過以上對該例斷路器彈簧儲能故障的分析得知，斷路器彈簧儲能故障很少見，一旦發(fā)生必將對斷路器的正常運(yùn)行造成極大的影響，因此，必須采取有效的改進(jìn)措施，避免斷路器彈簧儲能故障的再次發(fā)生［4］。通過長期對斷路器的分析和調(diào)查，以及對該例斷路器彈簧儲能故障的現(xiàn)場調(diào)查發(fā)現(xiàn)，一般情況下，電動機(jī)儲能多采用一個(gè)三常開接點(diǎn)的接觸控制器，而且，在使用過程中接點(diǎn)也將全部使用，這樣就不會存在預(yù)留的接點(diǎn)或是備用的接點(diǎn)，在更換電動機(jī)接觸器時(shí)，不能對箱體進(jìn)行重新打孔，更換接觸器極為困難，而且，還要對新?lián)Q上的接觸器與原回路匹配程度進(jìn)行審核，整個(gè)更換過程不僅消耗大量的人力、物力，甚至?xí)?dǎo)致更換的接觸器與原回路不匹配的現(xiàn)象。針對這一例斷路器彈簧儲能故障的分析，作者建議重新安裝信號回路接觸器以及相應(yīng)的時(shí)間繼電器，來實(shí)現(xiàn)對斷路器信號回路的改造。

3.2 其他改進(jìn)方案

除了以上提到的改進(jìn)方案以外，還可以通過以下方式來對斷路器彈簧儲能實(shí)施改進(jìn)［5］：①可以在超時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間上進(jìn)行整定，將儲能超時(shí)回路運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間整定為3分鐘，這樣可以避免斷路器彈簧儲能出現(xiàn)延遲的現(xiàn)象；②可以將每個(gè)經(jīng)過改造的開關(guān)段子箱到220 k V開關(guān)機(jī)構(gòu)箱之間敷設(shè)一根電纜，電纜的指標(biāo)要滿足實(shí)際使用情況，一般選擇4×1.5的規(guī)格；③可以安裝備用時(shí)間繼電器以及接觸器，避免儲能信號出現(xiàn)超時(shí)的現(xiàn)象，作者建議在每個(gè)開關(guān)機(jī)構(gòu)箱內(nèi)加裝一個(gè)時(shí)間繼電器和三個(gè)接觸器，將二者的作用充分的發(fā)揮出來，實(shí)現(xiàn)對儲能信號超時(shí)故障的彌補(bǔ)作用，從而有效地避免斷路器彈簧儲能故障的發(fā)生。另外，針對這一例斷路器彈簧儲能故障問題，可以將其故障原因反映至廠家，并給生產(chǎn)廠家提出相應(yīng)的改進(jìn)建議，讓生產(chǎn)廠家對斷路器等設(shè)備進(jìn)行完善和改造，調(diào)整相關(guān)的參數(shù)，有效避免斷路器儲能故障問題的發(fā)生。

在對斷路器彈簧儲能故障進(jìn)行改造的過程中需要注意的是，要盡量在開關(guān)機(jī)構(gòu)箱內(nèi)加裝白鋼背板，并將經(jīng)過改造的時(shí)間繼電器以及接觸器固定到白鋼背板上，將原有的線路以及設(shè)備進(jìn)行隔開，避免新改造的線路與原回路以及相應(yīng)的線路之間出現(xiàn)混亂的現(xiàn)象，同時(shí)也更方便后期的維護(hù)保養(yǎng)工作，從而有效地避免和降低斷路器彈簧儲能故障的發(fā)生率［6］。

4 總 結(jié)

綜上所述，斷路器運(yùn)行過程中，彈簧儲能環(huán)節(jié)極為重要，而彈簧儲能環(huán)節(jié)卻可能受到內(nèi)部和外部因素的影響，致使斷路器彈簧出現(xiàn)信號超時(shí)或發(fā)不出去的現(xiàn)象，嚴(yán)重影響到斷路器的正常運(yùn)行。通過對一例斷路器彈簧儲能故障的分析，作者結(jié)合自身多年的工作經(jīng)驗(yàn)，以及對這例斷路器彈簧儲能故障的了解，提出幾點(diǎn)改進(jìn)措施，提升了斷路器彈簧儲能運(yùn)行的質(zhì)量。

［1］ 劉濱濤，肖建華，黃 倩.一起斷路器彈簧儲能故障分析與處理［J］.電氣技術(shù)，2013，（01）：68-69.

［2］ 詹風(fēng)琴.開關(guān)彈簧儲能機(jī)構(gòu)在運(yùn)行中應(yīng)注意的問題［J］.電力安全技術(shù)，2001，（06）：13.

［3］ 鐘自勤.彈簧儲能機(jī)構(gòu)斷路器控制回路反措［J］.繼電器，2000，（06）56-57.

［4］ 張福平.斷路器彈簧儲能異常信號情況分析及處理方案［J］.華電技術(shù)，2009，（02）：48-49.

［5］ 龔景森，潘繼良.彈簧儲能機(jī)構(gòu)斷路器二次控制回路的改進(jìn)［J］.電力建設(shè)，2014，（01）：51-52.

［6］ 劉濱濤，肖建華，黃 倩.一起斷路器彈簧儲能故障分析與處理［J］.電氣技術(shù)，2013，（01）：68-69