220kV变电站断路器故障原因及预防策略

  220kV变电站断路器故障原因及预防策略  Summary：断路器作为一种高压开关设备，可以对相关线路运行进行有效控制，尤其是在线路出现故障以后，可以安全切断故障线路中的过电流和过电压，对变电站及输电线路中的设备实施保护。然而在遭受雷电侵袭、雨滴腐蚀以后，变电站断路器出现故障机率也会大大提升，并对变电站正常运行产生极大影响，需要对引发断路器故障的原因进行细致，并采取有效措施进行预防和处理，以保证变电站时刻处于稳定、可靠状态。基于此，对220kV变电站断路器故障原因及预防策略展开分析。Keys：220kV变电站；断路器；故障原因；预防策略；分析随着社会经济不断发展，人们日常生产生活所需电量日益增加，并对电力系统运行安全性和可靠性提出更高要求，一旦输电线路出现问题，断路器就能够及时发挥作用，将故障线路进行安全切断，对相应设备进行有效保护，确保其安全稳定运行，反之断路器发生故障，就无法发挥自身保护作用，变电站正常运行及供电质量也会遭受到极大影响，为此加强断路器故障原因及预防研究十分有必要[1]。本文联系220kV变电站断路器故障发生具体现，对故障原因进行细致分析，并提出极具针对性预防策略，以供参考。1、220kV变电站断路器故障发生主要表现当变电站断路器发生故障以后，会有以下表现：（1）对断路器U相进行检查，会发现瓷套上下端存在许多插座，在断路器出现故障的第一时间，电流就会被快速转移，进而出现较为严重放电现象，瓷套上下端也会遭受不同程度损坏，并且放电现象上端要高于下端；（2）进行V相检查发现瓷套表面出现烧灼的痕迹，上端插座也遭受到一定损坏，主要原因在于出现放电现象；（3）W相检查以后发现依然维持原本状态，对三种火线代表的气体成分实施检查，依然维持原本状态；（4）对导线回路、合闸绝缘等电阻进行检查，没有发生较为明显变化[2]。2、220kV变电站断路器故障原因及预防措施2.1故障原因对断路器故障发生原因进行分析，主要包含：（1）胶装不合格，在断路器故障发生以后，需要对其进行细致分解，以找出真正引发故障原因，若只是相关构件出现故障，断路器在第一时间就已经做出切除故障电流动作，以防止对其他非故障元件产生影响，然而当内部动触头支架胶装操作出现问题时，就会引发各支架联系不够紧密情况，再加上长期分合闸影响，支架位置偏移发生机率也会大大提高，最终引发拔叉断裂、导轨变形问题，针对产生的电弧也无法进行消灭；（2）雷电波入侵，考虑到线路对雷电具有传导作用，当变电站相关线路遭遇雷击时，断路器承受电压就会超过极限状态，断路器相应作用也就无法得到发挥，而雷电波之所以可以顺畅传递，主要是因为没有对防雷设施进行设置，也就无法拦截雷电波，当其作用于断路器时，瓷瓶外存在的绝缘体也无法保持干燥状态，因此在雷雨天气下出现断路器故障机率较高；（3）雨滴侵蚀，断路器受雨滴影响具有间接性特征，特别是在雷电波侵入线路以后，断路器触头与接线板之间的电压差会发生较大改变，当断路器到达最大电压承受值之后，就会出现断路器故障，而受到雨滴侵蚀影响，断路器就会遭受到二次损害，上下接线板相关部位会遭受到高电压冲击，瓷瓶V相表面也会出现烧灼痕迹[3]。2.2预防措施针对胶装不合格引发的断路器故障，需要在设备生产环节对胶装操作引起高度重视，通过规范化操作和加强质量监督，可以使动触头各支架在使用周期内保持紧密状态，不会因为动触头功能发挥对断路器正常工作产生不良影响；针对雷电波引发的断路器故障，则要根据找寻到的故障原因进行对症下药，实践中可以通过在断路器相关线路安装防雷设施的方式，达到预防故障发生目的；针对雨滴侵蚀导致的断路器故障，需要定期对断路器进行细致检查和监测，同时采取避雨措施，降低雨水对断路器产生的负面影响[3-4]。3、实际案例分析3.1事件发生在2013年的2月28日下午2点，国网内蒙古东部赤峰锦山220kV变电站的北锦线L3相发生故障，在故障发生的第一时间北锦线立即做出保护动作，但是断路器出现三项跳闸状况，并导致变电站220kVII段母线停电，该断路器型号为3APIDTFI，相关技术参数见表1。表1北锦线断路器主要参数主要参数具体数值额定电压/kV254额定电流/A4000额定短路开断、关合电流/kA50、125SF6气体额定压力/MPa0.6SF6气体报警、闭锁压力/MPa0.52、0.53.2现场检查与处理情况在故障发生以后，立即对锦山220kV变电站一次设备外观和保护装置动作情况实施了细致检查，发现北锦线、青锦线的2255和2252断路器均出现跳闸情况，将保护装置动作信息与后台监控得到数据信息进行对比分析，发现两者数据保持一致，对站内系统设备外观进行现场检查也未发现异常情况。在对北锦线、青锦线的2255和2252断路器断口实施交流耐压试验以后，发现试验数据均处于正常范围以内，对SF6气体分解物进行测试，在W相断路器测试中发现SO2，初步判定W相断路器中出现放电现象，经过专业仪器再次检测以后，断定W相断路器内部发生了放电现象。在明确断路器故障以后，及时向调度中心申请了220kV北锦线断路器暂不送电，并对2255W相断路器进行更换和耐压测试，待试验结果合格以后申请恢复运行，针对故障断路器则及时返厂进行解体分析[4]。3.3解体情况对故障断路器进行解体以后，发现侧动触头胶注支架组装的绝缘筒与铸件散筒出现脱离情况，并且在灭弧断口处发现了黑色烧灼痕迹；对主导电回路单元进行解体，发现故障相主导电回路已经分离开来，可以判定维持在机械分闸状态，在动触头组装部件加热筒、镀银电极等部位均发现了烧灼痕迹，助推结构拔叉定位侧面出现较为明显的撞伤痕，导轨断裂、扭条变形情况也较为明显，对其他部件进行检查未发现明显异常。结合上述故障断路器解体情况，对断路器故障发生原因进行归纳，主要表现为：（1）动触头支架胶装不够牢靠，导致分闸时出现松动状况，进而引发灭弧室断口开距无法达到设计，也就不能发挥切断故障电流作用；（2）为减少断路器分合闸时间，3APIDTFI型号断路器应用了弧触头双向运动变开距灭弧设计原理，从侧面来看对助推结构零部件及配合程度也提出较高要求，一旦出现支架单元松动情况，导轨驱动销就无法准确拨动拨叉，再遭受到操作机构操作刀挤压影响，就会引发导轨变形、拔叉断裂现象；（3）断路器设备生产商开展动触头支架单元胶注工作，没有严格按照胶注工艺进行操作，导致绝缘筒表面残留胶量比较少，可以由此判定操作时未按要求进行涂胶[5]。3.4预防措施为减少和防止断路器故障出现，就要在断路器设备采购时，对设备质量进行严格把关，并遵照电气装置安装和交接试验标准，对设备运行进行全面、细致试验。同时对设备运行状况进行实时监测，并定期开展预防性试验工作，以确保断路器时刻保持稳定可靠运行状态。4、结语在本文中，对220kV变电站断路器故障原因及预防策略进行分析，主要是从220kV变电站断路器故障主要表现展开，并对导致断路器故障发生的胶装不合格、雷电波入侵等原因进行细致分析，并提出极具针对性解决策略，以保证变电站及输电线路运行质量。同时结合实际案例，对变电站断路器故障及解体情况加以阐述，并提出几点行之有效预防建议，确保断路器可靠运行，相应控制和保护作用也能得到充分发挥。Reference：[1]王柯,杨雨薇.一起220kV变电站断路器频繁打压典型案例分析[J].机电信息,2020,(21):20-21.[2]杨次.220kV断路器拒分故障原因分析及整改防范措施[J].电工技术,2019,(15):110-111,113.[3]章良健,陈建林,郝亮亮.主变220kV断路器闪络保护动作原因分析[J].浙江电力,2020,39(6):21-25.[4]赵文斯,刘雪飞,纪鹏.变电站断路器遥控失败原因分析[J].电世界,2020,61(4):25-27.[5]郑晓滨,谢伟宏,邱晓丹,等.对220kV变电站直流系统故障的研究[J].房地产导刊,2019,(30):171,180. -全文完-