110 kV變電站開關(guān)機(jī)構(gòu)閉合故障檢修及處理方案探究

蔡 恒

（廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司韶關(guān)供電局，廣東韶關(guān)512026）

1 故障概況

2017年8月31日，某110 kV變電站對(duì)其110 kV官回線1297開關(guān)分閘線圈進(jìn)行整改，將開關(guān)分閘回路由上拉式調(diào)整為撞針式。

110 kV官回線采用北京ABB公司生產(chǎn)的LTB154D1/B型FSA1開關(guān)。該開關(guān)彈簧機(jī)構(gòu)工作過程中主要由合閘線圈釋放合閘掣子，帶動(dòng)合閘拐臂至合閘位置，同時(shí)分閘拐臂聯(lián)動(dòng)。到達(dá)指定位置后，分閘掣子鎖栓分閘拐臂，合閘拐臂返回起始位置，合閘完成。

分閘線圈組別整改后，斷路器彈簧操動(dòng)系統(tǒng)出現(xiàn)閉合故障。經(jīng)機(jī)械特性測(cè)試，開關(guān)存在明顯合后即分情況，無法正常使用。

2 故障原因

2.1 現(xiàn)場(chǎng)檢查

檢修人員對(duì)110 kV官回線1297開關(guān)運(yùn)行情況進(jìn)行反復(fù)測(cè)試后發(fā)現(xiàn)，該開關(guān)控制系統(tǒng)運(yùn)行正常，但彈簧操動(dòng)系統(tǒng)在多次閉合后均出現(xiàn)合后即分現(xiàn)象，一次回路出現(xiàn)故障。

與此同時(shí)，110 kV官回線1297開關(guān)在安裝過程中分閘線圈的固定底座過薄，長(zhǎng)久使用后部分區(qū)域底座出現(xiàn)變形，造成分閘線圈拉環(huán)與掣子不對(duì)中。一旦分閘線圈和掣子錯(cuò)位接觸，會(huì)直接加大分閘阻力，導(dǎo)致斷路器開關(guān)分閘速度受到影響，如圖1所示。

圖1 分閘線圈拉環(huán)與掣子位置錯(cuò)位接觸

由此分析，本次開關(guān)故障主要為一次回路問題和現(xiàn)場(chǎng)安裝問題，需調(diào)整分閘線圈底座，并進(jìn)一步進(jìn)行機(jī)械測(cè)試和裝置拆檢診斷。

2.2 性能測(cè)試

檢修人員使用檢測(cè)儀器對(duì)110 kV官回線1297開關(guān)機(jī)械系統(tǒng)性能進(jìn)行測(cè)試后，確定斷路器開關(guān)的分閘速度僅為1.8 m/s，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于廠家提供的標(biāo)準(zhǔn)分閘速度（2.1～2.7 m/s）。

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)巡檢情況，可直接確定分閘線圈底座過薄是導(dǎo)致分閘速度過低的因素之一。此外，一次回路中的裝置磨損或磕碰也可能使分閘線圈無法順利開閉，造成分合閘速度受到影響，需進(jìn)一步拆檢并測(cè)試。

2.3 拆檢診斷

（1）二次回路。開關(guān)拆檢后進(jìn)行控制回路和控制裝置性能測(cè)試，各線路及元件均正常。但后臺(tái)遙控測(cè)試發(fā)現(xiàn)，110 kV官回線1297開關(guān)仍合后即分。

（2）一次回路。開關(guān)拆檢后發(fā)現(xiàn)線圈填充物、紙絕緣、金屬絲、金屬架、電機(jī)線圈、繼電器等零部件正常，分閘掣子滾輪與銷軸間有明顯磕碰痕跡，銷軸邊緣出現(xiàn)一定程度的變形，如圖2所示。在運(yùn)行過程中，分閘掣子滾輪轉(zhuǎn)動(dòng)到固定位置后，銷軸變形無法及時(shí)鎖住，導(dǎo)致開關(guān)合后即分。

圖2 分閘掣子滾輪與銷軸間撞痕

開關(guān)進(jìn)一步拆除后，對(duì)脫扣鎖栓結(jié)構(gòu)和尺寸進(jìn)行檢查發(fā)現(xiàn)，LTB154D1/B型FSA1開關(guān)內(nèi)的脫扣鎖栓圓弧加工尺寸異常，鎖扣部分止位面較正常加工止位面低1～2 mm，根本無法正常實(shí)現(xiàn)分閘摯子脫扣鎖栓，如圖3所示。

圖3 脫扣鎖栓的圓弧加工問題

上述脫扣鎖栓中圓弧止位面過低直接造成滾輪與銷軸不匹配，致使鎖栓狀態(tài)異常，開關(guān)合后即分。

3 處理方案

3.1 處理措施

根據(jù)故障診斷結(jié)果，110 kV官回線1297開關(guān)分閘線圈中銷軸、鎖栓等存在問題，且安裝過程中底座不達(dá)標(biāo)，需有針對(duì)性地更換分閘線圈，重新安裝。因此，本次處理時(shí)選用北京ABB公司生產(chǎn)的同型號(hào)斷路器替換原斷路器，更換開關(guān)分閘掣子及整個(gè)分閘系統(tǒng)，并使用固定裝置對(duì)分閘線圈底座進(jìn)行處理，增強(qiáng)底座支撐強(qiáng)度。

處理完成后，檢修人員對(duì)該地區(qū)110 kV官回線1297開關(guān)分合閘運(yùn)行情況進(jìn)行測(cè)試，發(fā)現(xiàn)分合閘動(dòng)作正常。機(jī)械性能檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，該開關(guān)分閘速度達(dá)到2.3 m/s，合閘速度達(dá)到2.1 m/s，均處于正常分合閘速度范圍；分閘時(shí)間各相分別為49.8 ms、52.1 ms、52.5 ms，合閘時(shí)間各相分別為52.8 ms、52.4 ms、52.7 ms，滿足標(biāo)準(zhǔn)要求；低電壓動(dòng)作測(cè)試無異常。

3.2 注意事項(xiàng)

斷路器在我國(guó)110 kV變電站運(yùn)行中應(yīng)用非常普遍，是提升變電站可靠性和穩(wěn)定性的關(guān)鍵。在對(duì)110 kV變電站開關(guān)機(jī)構(gòu)故障進(jìn)行處理時(shí)，相關(guān)人員需要把握好故障檢測(cè)和處理兩方面內(nèi)容，雙管齊下，快速解決開關(guān)機(jī)構(gòu)問題。

（1）故障檢測(cè)。一般開關(guān)機(jī)構(gòu)故障檢測(cè)往往通過人工拆檢實(shí)現(xiàn)，工作量大、操作難度高、效率低下。新時(shí)期110 kV變電站運(yùn)維過程中可以選用高速攝像檢測(cè)技術(shù)，運(yùn)用高速攝像裝置快速捕捉開關(guān)分合閘動(dòng)作及傳動(dòng)部件運(yùn)行情況，有效查找事故原因，確定開關(guān)機(jī)構(gòu)異常狀況；可以使用手持式測(cè)試裝置，如速度測(cè)試儀、紅外檢測(cè)儀、探傷儀等快速查找110 kV變電站開關(guān)機(jī)構(gòu)零部件運(yùn)行和損傷狀況，作為可靠的故障診斷依據(jù)。

（2）故障處理。110 kV變電站開關(guān)機(jī)構(gòu)故障處理過程中，應(yīng)更充分考慮內(nèi)部裝置和外部環(huán)境，針對(duì)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果和異常狀況實(shí)施前瞻性維修或更換，必要時(shí)還需要設(shè)置相應(yīng)的合閘回路保護(hù)，如采用接觸器搭建二次合閘回路；形成專業(yè)技術(shù)團(tuán)隊(duì)，針對(duì)110 kV變電站開關(guān)機(jī)構(gòu)的常見故障制定有效處理方案，由技術(shù)人員、科研專家等共同就現(xiàn)場(chǎng)開關(guān)可能出現(xiàn)的問題進(jìn)行防控；建立變電檢修缺陷數(shù)據(jù)庫(kù)、風(fēng)險(xiǎn)資料庫(kù)等，針對(duì)開關(guān)機(jī)構(gòu)的各項(xiàng)問題形成完整處理記錄，為后續(xù)工作提供有效數(shù)據(jù)支撐；做好業(yè)務(wù)人員知識(shí)和技能培訓(xùn)，保證檢修人員能夠按照要求高質(zhì)量、高效益地解決110 kV變電站開關(guān)機(jī)構(gòu)問題。

4 結(jié)語

開關(guān)機(jī)構(gòu)檢修關(guān)系到變電系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運(yùn)行，對(duì)變電檢修人員有著較高的技能素養(yǎng)要求。110 kV變電站開關(guān)機(jī)構(gòu)故障的發(fā)生往往有著源頭性的誘發(fā)因素，在現(xiàn)場(chǎng)處理過程中應(yīng)第一時(shí)間明確開關(guān)故障現(xiàn)狀，查找元器件及線路故障因素，確定本次故障的關(guān)鍵原因，以便有針對(duì)地開展故障處理和維修。與此同時(shí)，還必須重視檢修工作，實(shí)現(xiàn)全過程檢修、動(dòng)態(tài)化監(jiān)管、多維度保障，使變電檢修工作落到實(shí)處，取得實(shí)效。