变电站液压及液压碟簧机构断路器故障分析与建议.pdf
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1、RURAL ELECTRIFICATION变电站液压及液压碟簧机构断路器故障分析与建议闻煜峰,王耀升,徐东辉,闻芷馨*,沈培栋(国网浙江省电力有限公司嘉兴供电公司,浙江 嘉兴 314100)摘要:针对220 kV 变电站液压及液压碟簧操作机构断路器故障频发问题,选取了几起典型案例进行分析,分别从开关异常情况、液压机构缺陷、液压碟簧机构缺陷几个方面展开典型分析,并进一步考虑了断路器液压及液压碟簧机构油泵启动打压信号对提前发现问题的关键作用,根据分析结果提出对设备的管理提升措施。对今后断路器液压及液压碟簧操作机构故障问题提出预防措施,减少故障事件的影响,为维持电网长期安全稳定运行提供一定参考。关键
2、词:断路器;液压碟簧操作机构;设备管理中图分类号:TM561AnalysisandSuggestionofFaultsofHydraulicandHydraulicDiscSpringCircuitBreakersinSubstationWENYufeng,WANGYaosheng,XUDonghui,WENZhixin*,SHENPeidong(JiaxingPowerSupplyCompany,StateGridZhejiangElectricPowerCo.,Ltd.,ZhejiangJiaxing314100,China)Abstract:In view of recent break
3、er hydraulic and hydraulic disc spring operating mechanism in frequent failureproblem,this paper selects several typical cases to analysis,respectively from the switch anomalies,hydraulicinstitutionaldefects,hydraulicdiscspringinstitutionaldefectofthetypicalanalysisinseveralaspects,andfurthertoconsi
4、derthecircuitbreakerhydraulicoilpumpandhydraulicdiscspringinstitutionsonsignalbeam,Accordingtotheanalysisresults,theimprovementmeasuresofequipmentmanagementareputforward.Preventionofthefailureofhydraulicandhydraulicdiscspringoperatingmechanismofcircuitbreakerinthefutureisputforwardtoreducetheinfluen
5、ceofrandomeventsandprovideacertainreferenceformaintainingthelong-termsafeandstableoperationofpowergrid.Keywords:circuitbreaker;hydraulicdiscspringoperatingmechanism;equipmentmanagement液压及液压碟簧操作机构,因其具有动作快、反应灵敏、输出功大、免运行维护、可靠性高等优点,是断路器中应用最广泛的操作机构之一。在液压碟簧操作机构中,液压油是传动介质、碟簧是储能元件,它的机械特性受温度的影响较小,而且在更加简单的结构下
6、也易获得高压力的操作功率。在工作油缸与高油压储能活塞之间的不断的能量传输中快速实现操作机构的分合闸操作1。近期,断路器中液压及液压碟簧操作机构故障问题频发,为做好设备管理与隐患排查,开展对故障的统计与分析。1概况描述对某地市供电公司现有 110kV 及以上的液压及液压碟簧机构断路器进行统计,共有 240 台,其中220kV206 台,占比 85.83%,110kV34 台,占比14.17%,如表 1 所示。表 1某供电公司 110 kV 及以上液压及液压碟簧机构断路器在运情况电压等级/kV液压机构断路器数量/台氮气储能式碟簧储能式合计2206813820611003434合计68172240以
7、储能方式统计,206 台220kV 断路器中液压机构断路器 68 台,占比 33.01%,液压碟簧机构断路器 138 台,占比 66.99%。收稿日期:20230109DOI:10.13882/ki.ncdqh.2023.09.005Safety|安全生产2023 年第 9 期 总第 436 期 19RURAL ELECTRIFICATION34 台 110kV 断路器均为液压碟簧机构。以型号统计,220kV 液压及液压碟簧机构断路器型号如表 2 所示。表 2220 kV 液压及液压碟簧机构断路器型号液压碟簧机构型号数量/台LWG9193AQ1EE79LW30-252L10ZF16-252/Y
8、10LW58-252(W)/T4000-50(H)2ZF6A-252Y/-CB7ZFW43-252-CB6LW57-252-CB5合计138液压机构型号数量/台3AQ1EG54ZF11-252(L)14合计68220 kV液压及液压碟簧机构断路器共206台其中 133 台为 3AQ 系列开关,占比 64.56%,14 台 ZF11 开关,占比 6.80%,19 台 LWG9 开关,占比 9.22%,22 台 LW30、ZF16、LW58 开关,占比 10.68%,7 台 ZF6A 开关,占比 3.40%,11 台ZFW43 开关,占比 5.34%。110kV 断路器液压碟簧机构共 34 台,其
9、中 28台 ZF23 开关,占比 82.35%,6 台 EKL-04 开关,占比 17.64%。以投运年限统计,在全部液压及液压碟簧机构断路器中,投运时间 5 年内为 28 台,占比 11.66%,投运时间 610 年为 46 台,占比 19.17%,投运时间 1115 年为 58 台,占比 24.17%,投运时间1620 年的为 93 台,占比 38.75%,投运超 20 年的为 15 台,占比 6.25%。该供电公司液压及及液压碟簧机构断路器运行年限 10 年以上的占 69.17%,整体运行年限较长,运维巡视应重点关注运行年限长的断路器健康状况。2断路器液压及液压碟簧机构缺陷情况分析2.1
10、3AQ 系列开关异常情况分析2021 年 1 月2022 年 8 月,该供电公司发生3AQ 系列开关机构缺陷 13 起,如表 3 所示。以缺陷处理情况分类,通过拉合控制开关、储能开关及复归继电器后复归的缺陷有 4 起,占比31%;排气后打压正常的缺陷有 6 起,占比 46%;更换 K15 继电器后消缺的有 2 起,占比 15%;出现渗漏油,更换低压油管后消缺的有 1 起,占比 8%。可以看出 3AQ 系列开关机构异常主要因油泵打压产生气体在低压油管聚集造成,须要定时排气以保证正常打压。2.2液压机构缺陷案例分析2.2.1某 2433 线开关无法合闸某 2433 线开关,2006 年 1 月 2
11、5 日投运。2022 年 5 月 21 日,某 2433 线开关进行常规C 检,在做合闸防跳功能检查时,开关重复合分闸2 次后,现场检查发现开关液压机构已无法建压,开关油压低闭锁分合闸。检查后初步判断 A 相主阀故障。现场拆下 A 相主阀,并进行解体检查。对主阀进行解体发现:一级分闸阀中内部有钢丝,钢丝一端卡在弹簧内部,另一端在阀球与阀体密封面之间,致使阀球无法将A 相分闸一级阀可靠闭合,分闸顶杆无法复位,导致 A 相合闸后立即分闸。液压机构在合闸位置时,接收到分闸指令,分闸线圈作用于分闸杠杆,分闸杠杆作用分闸顶杆顶开分闸阀球,由此打通原来封闭的承压油至无压油箱的油路(分闸阀的阀球与主阀的阀活
12、塞之间,主阀关闭了承压的一侧,由此打通了液压缸 A 中差动活塞的合闸一侧的承压油至油箱的油。此时,承压油只作用在差动活塞的分闸一侧,从而使开关分闸)。分闸阀球顶开后应立即复位,现由于钢丝卡在阀球与阀体密封面之间,阀球无法复位,因此承压油一直与无压油相通,导致开关无法保持合闸状态,如图 1 所示。分析认为开关设备出厂加工装配时残留了钢丝,在分合闸过程中流动变位至阀球与阀体密封面之间,使分闸一级阀始终处于打开位置,闻煜峰等:变电站液压及液压碟簧机构断路器故障分析与建议20 2023 年第 9 期 总第 436 期RURAL ELECTRIFICATION导致了开关合闸后立即分闸的隐患。要严格按照要
13、求,对 12 年以上断路器开展机构大修。对于 110kV 及 220kV 断路器在检修过程中认真落实反措项目,仔细开展防跳功能检查。对于隐蔽工程,要求厂家加工装配时严格检查是否有异物,规范作业。2.2.2某 4Q26 开关 N2 泄漏告警2022 年6 月13 日,某4Q26 开关,2003 年投运。4Q26 开关出现 N2 泄漏告警,现场检查 4Q26开关液压压力 355bar,达到 N2 泄漏整定值,继电器 K14 绿灯亮,继电器 K15 绿灯不亮。现场多次排气后,N2 泄漏信号未复归,拉开储能空开电源 F1,系统压力稳定在 355bar,排除排气阀、安全阀、液压储压筒漏气的可能性。现场进
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