开关柜 的故障分析和对策

开关柜 的故障分析和对策

开关柜由一个 或多个低压开关设备和与之相关的控制、测量、信号、保护、调节等设备,由制造 厂家负责完成所有内部的电气和机械的连接,用结构 部件完整地组装在一起的一种组合体。开关柜的主要作用是在电 力系统进行发电、输电、配电和 电能转换的过程中,进行开合、控制和保护用电设备。开关柜内的部件主要有断路器、隔离开关、负荷开关、操作机构、互感器 以及各种保护装置等组成。

1240.5kV开关柜 设备是电网系统中运行数量最多的一次变电设备,近年来,开关柜事故频发,造成了经济损失、人员伤 亡等不好的社会影响。

其事故 隐患及固有缺陷主要集中在接线方式、内部电弧释放能力、内部绝缘、发热和 防误闭锁等方面,通过制 定针对性的对策,开关柜、环网柜 事故数量大大减少,电网运 行可靠性稳步提升。

1.1、隐患类型

1.1.1 TV柜内避 雷器直接连接母线

根据典 型设计规范要求,TV柜内避 雷器须经隔离手车连接母线,而TV柜内仓位布置、接线方式多样,部分TV柜内避 雷器未通过隔离手车连接至母线上,当对TV进行检修时,拉开隔离手车,避雷器仍带电,给进入 仓内作业的工作人员带来触电风险。TV柜内避 雷器主要有以下几种接线形式,如图1所示:

                             图1

  1. 接线方式一:TV柜内避雷器与TV安装于后仓,熔断器安装在手车上,避雷器直接与母线相连,TV通过隔 离手车与母线相连;

  2. 接线方式二:TV柜内避 雷器安装在母线室内,直接与母线相连,TV与熔断器安装在手车上;

  3. 接线方式三:TV柜内避 雷器单独安装在后仓或前下仓,直接与母线相连,TV与熔断器安装在手车上。

  4. 接线方式四:TV与熔断器安装在XGN系列固定柜隔室内,避雷器 单独安装在另一隔室,直接与母线相连;

  5. 接线方式五:避雷器、TV和熔断 器都安装于后仓,避雷器 直接与母线相连,TV通过隔离手车与母线相连;

  6. 接线方式六:避雷器、熔断器和TV安装于同台手车,避雷器 接于熔断器后级。该布置方式属于错误接线,运行中 一旦熔断器熔断,设备将 失去避雷器保护。

1.1.2 、开关柜 下柜与后柜未完全隔离

部分KYN系列主变进线开关柜、母联开关柜、馈线开 关柜等开关柜的下柜与后柜未完全隔离,工作人 员进入下柜可能误碰母线或电缆头带电部位,造成触电。开关柜 下柜与后柜未隔离隐患如图2所示:

                             图2

1.2、对策

对存在 接线方式隐患的开关柜进行一次接线改造。开关柜 接线方式改造示意图如图3所示:

                               图3

1.2.1TV柜内避 雷器接线方式技术改造方案

1、对于接线方式一,拆除隔 室内部的避雷器,TV接线方式不变,封堵原母线室穿墙孔,将避雷器 放在手车上改装成熔断器避雷器手车,且避雷器与熔断器、TV回路并联。

2、对于接线方式二,拆除母 线隔室的避雷器,将避雷 器移到手车上改装成熔断器和避雷器共手车,增加下触头盒安装板、触头盒 挡板及活门机构,将TV安装在后仓,通过引 线连接至隔离手车下触头。该方案 可在原手车上实施,也可考虑更换新手车。

3、对于接线方式三,拆除原隔室的避雷器,将避雷 器移到手车上改装成熔断器和避雷器共手车,封堵原母线室穿墙孔,增加手 车下触头盒安装板、触头盒 挡板及活门机构,将TV安装在后仓,通过引 线连接至下触头上。该方案 可在原手车上实施,也可考虑更换新手车。

4、对于接线方式四,拆除其 它隔室内部的避雷器,把避雷器移到熔断器、TV隔室内,连接至 隔离开关断口后,且与熔断器、TV回路并联。

5、对于接线方式五,避雷器,TV安装位置不变,将原避 雷器引线直接连接到隔离手车下触头,封堵原母线室穿墙孔。

6、对于接线方式六,该布置 方式属于错误接线,运行中 一旦熔断器熔断,设备将 失去避雷器保护。拆除原 手车中的避雷器、熔断器,改变接线位置,使避雷 器接于熔断器的上级,且与熔断器、TV回路并联。

1.2.2、开关柜 下柜与后柜未完全隔离防范措施

由于此 类开关柜产品结构定型,如在改 造中加装隔板会改变其内部结构形式及空间分布,产品内 部防护性能无法保证,因此在 进入柜内作业时必须确认主变10kV侧转检修、主变开关转检修,方可进行工作。

2、内部电 弧释放能力不足

2.1、隐患类型

在实际运行中,金属封 闭开关柜本身有缺陷,加之运 行条件恶劣导致的绝缘性能劣化或误操作等原因,都会造 成内部发生电弧故障。短路产 生的电弧温度高、能量大,电弧本 身是质量极轻的等离子气体,在电动 力和热气的作用下电弧会在柜内高速移动并造成故障范围迅速扩大。在此情况下,绝缘材料气化,金属融化,开关柜 内部温度及压力骤升,如果未 设计或安装合格的压力释放通道,巨大的 压力会造成柜体隔板、门板、铰链、观察窗 严重变形甚至断裂,电弧产 生的高温气流喷出柜体,造成设 备附近的运行维护人员严重灼伤,甚至危及生命安全。当前在 运设备存在未设置泄压通道、泄压通道设置不合理、内部电 弧释放能力未经试验验证以及试验时的考核不严格等问题。

2.2、对策

【选型】开关柜 内部故障电弧性能应为IAC级,内部电 弧允许持续时间应不小于0.5s,试验电 流为额定短时耐受电流。对于额 定短路开断电流31.5kA以上产品可按照31.5kA进行内 部故障电弧试验。

【改造】加装或更改泄压通道,严格按 照型式试验标准要求进行内部电弧试验验证。

【保护】适当压 缩主变压器各段保护级差,减少故 障电弧的持续破坏时间。

3、内部绝缘问题

3.1、隐患类型

近年来,开关柜 产品体积不断缩小,柜内绝 缘性能发生缺陷、故障增多。主要表现在:爬距和空气间隙不够,特别是手车柜,现在很 多厂家为了缩短柜体尺寸,大幅度 地减小装于柜内的断路器、隔离插 头的相间和对地距离,却未采 取有效保证绝缘强度的措施;装配工艺不良,由于装配质量差,开关柜 内的单一元件可以通过耐压试验,但组装 后开关柜整体却无法通过;接点容 量不足或接触不良,当接点容 量不足或接触不良时,局部温度升高,绝缘性能下降,引起对地或相间闪络;凝露现象,自带加热器易损坏,无法正常工作,在开关 柜内发生凝露现象,降低绝缘性能;配套附件绝缘性能差。部分制 造厂为了降低成本,采用绝 缘水平较低的配套附件,降低了 开关柜的整体绝缘性能。

3.2、对策

不能盲 目追求开关柜小型化,应根据工程情况、变电站内布置、运行维 护和设备检修等因素综合考虑,采购合适的开关柜。

以空气或以空气/绝缘材 料作为绝缘介质的设备应考虑绝缘材料的厚度、设计场强和老化问题,并要求 制造厂按照标准要求进行凝露试验;对开关柜、环网柜内穿墙套管、机械活门、母排折弯处等部位,如空气 绝缘净距离小于125mm12kV)和300mm40.5kV),应采取 导体加装绝缘护套的包封措施;进出线套管、机械活门、母排拐 弯处等场强较为集中的部位,应采取 倒角打磨等措施,防止电场畸变;柜内母 线支持瓷瓶等一些绝缘爬距不能满足防污条件的设备,喷涂RTV绝缘涂料,提升老 旧设备运行的技术条件。

4、发热缺陷
4.1、隐患类型
   
回路连接点接触不良,接触电阻增大,发热问题突出,如隔离触头接触不良;金属铠 装式柜体通风口设计不合理,空气不对流,散热能力差,柜内发热问题较多;穿墙套管、电流互 感器等安装结构形成电磁闭合回路从而产生涡流,造成部 分隔离挡板材质发热现象严重;部分封 闭开关柜内干式设备(浇注式电流互感器、浇注式电压互感器、干式变压器)选用的绕组线径不足、浇注工艺控制不严,极易发生过热损坏。

4.2、对策

加强开关柜的散热,加装送风机及引风机;结合停电机会,检查动 静触头接触压力,必要时予以更换,同时更 换疲劳的触头弹簧。加大柜 体内部测温技术研究,应用无 线测温等新技术解决测温难问题。

5、防误闭锁不完善

5.1、隐患类型
大部分 开关柜都装配了防误闭锁装置,但其防误闭锁全面性、强制性并未达到要求。部分铠装 式开关柜的后部上柜门为可开启方式,无防误闭锁,无双隔离挡板,打开后就可直接触及带电部位,且螺丝 为普通内六角螺丝,易发生 开启柜门误入带电柜内的触电事故;部分主变、母联、TV、所用变 等无接地开关的开关柜,后部下 柜门未与接地开关形成机械闭锁,可拆除 螺丝直接打开后柜门,未关柜 门的情况下也能合闸送电,易造成检修人员误开、误入带电间隔,发生人员触电事故;部分开关柜后柜门上、下两部 分不能独立闭锁,上柜门依靠下柜门闭锁。当合上出线接地开关,下柜门闭锁解除,后上柜门也可打开,易造成触电事故。KYN28型开关柜;部分开 关柜手车拖出后,可以轻 易的将绝缘隔离挡扳推,有防误闭锁,带电体暴露,工作人 员易误开启开关静触头活门档板,造成触电事故。

5.2、对策

针对开 关柜防误功能不完善,对于后 部上柜门可开启,且打开 后就可直接触及带电部位的高压开关柜加装机械挂锁,配置微 机防误程序锁进行闭锁;在GG1AXGN等开关 柜上加装接地开关与后柜门的联锁,加装带 电显示装置闭锁接地开关操作。定期检 查防误装置可靠性,利用停 电机会检查手车与接地开关,隔离开 关与接地开关的机械闭锁装置。

6、结语

开关柜 设备是电网重要的一次变电设备,为保证其运行稳定,应从设计、材料、工艺、试验、选型、运维等 各个环节加强管控。严格按 照典型设计要求,结合国家、行业标准,提出设计技术要求,从根本 上杜绝接线隐患;依据国家和行业标准、以及反事故措施,制定严 要求的设备招标文件,防止不 合格产品入网运行;加强驻厂监造力度,对生产关键点、出厂试验严格见证,对于不 合格产品坚决不允许其出厂;积极开 展开关柜缺陷治理,强化反事故措施执行;完善开关柜防误功能,加强防 误闭锁装置的管理,装设带电显示装置,并与五防系统配合,保证防 误闭锁的全面性和强制性。 


友情链接:    彩票pk网站   发发彩票---首页_欢迎您   发发彩票_安全购彩   彩票pk网站   发发彩票-首页