摘要：随着电力系统的快速发展和输电容量的增加，750kV变电站及输电线路投运量也在不断增加，而750kV断路器作为电网主设备之一，在运行期间出现的液压机构频繁打压缺陷严重威胁着发电机组和电网的安全运行，本文结合两起750kV 罐式断路器液压机构频繁打压故障，分析、总结了泄压的原因，并给出了检修预防措施，为750kV 罐式断路器运行维护提供了依据。
关键词：罐式断路器 频繁打压 电力系统
Abstract：With the rapid development of power system and the increase of transmission capacity，the quantity of 750kv-transformer-substations and the amount of power transmission line are also growing，and 750kv-circuit-breaker is one of the main equipment for power grid. During the operation of the hydraulic mechanism，the defect of frequently pressuring are a serious threat to the safe operation of generating set and power grid. This paper，combined with two frequent pressuring malfunctions of 750 kv hydraulic tank circuit breaker，is to analysis and sums up the causes of pressure relief，gives the preventive maintenance measures，and provides the basis for 750kv tank circuit breaker operation maintenance.
Keywords：tank circuit breaker；frequent pressuring；The power system
1引言
某电厂750kV升压站运行的800kV 罐式断路器为LW55-800型罐式六氟化硫断路器，其操动机构为液压机构，液压机构采用集成块模式，由压力开关、储压器、油泵及组件、油箱、控制阀、分合闸线圈等组成，储压器有足够的容量，满足在不启动液压泵而压力下降到自动重合闸闭锁压力（低压报警）之前，能连续进行两次三相CO操作或一次O-0.3s-CO的操作。液压机构额定操作压力32.6MPa、油泵启动压力31.6 MPa、油泵停止压力32.6 MPa。电动机和泵的容量应满足储油筒在1min内从最低工作油压打压到标称工作油压，并能在10min内从零压打压到最高工作油压[1]；断路器投运初期因油压开关组件密封垫损坏及控制阀内漏等原因导致液压机构打压频繁，现将液压机构频繁打压原因进行分析总结，给出检修预防措施，有利于断路器运行维护。
2液压机构频繁打压情况
2009年7月2日某电厂750kV升压站7511断路器A相出现频繁打压，统计液压机构每日打压13次之多，检查断路器油压表、油压微动开关、油泵启动压力值、油泵停止压力值均正常，断路器液压机构未发现外部渗漏点，观察液压机构压力下降约为0.55Mp/h。
2012年8月13日某电厂750kV升压站7512断路器C相出现频繁打压，统计液压机构打压次数由每日10次发展至8月16日每日31次，检查断路器油压表、油压微动开关、油泵启动压力值、油泵停止压力值均正常，断路器液压机构未发现外部渗漏点，观察液压机构压力下降约为1.3Mp/h，平均每45min打压一次。
3液压机构说明
3.1 储压原理介绍发电机定子绕组结
如下图3-1所示，为液压系统储压原理图，接通电源，油泵转动，油箱中的低压油经油泵，进入储压器上部，压缩下部的氮气，形成高压油。由于储压器的上部与工作缸活塞上部及主阀、信号缸、压力开关相连通，因此，高压油同时进入红色的高压区域，当油压达到额定工作压力值时，油压开关的相应接点断开，切断电机电源，完成储压过程。
3.2压力开关（安全阀及手动泄压阀）说明
在储压过程中或储压完成后，如果由于温度变化或其它意外原因使得油压升高达到压力开关内安全阀的开启压力时，安全阀将自动泄压，把高压油放回到油箱中，当油压降到规定的压力值时，安全阀自动关闭。
检修或调试产品时，需要手动泄压。先切断电机电源，拧动手动泄压阀，观察油压表，直至压力泄到零压。
图3-1 液压系统储压原理图
3.3分合闸原理说明：
分闸位置时，工作缸活塞上部处于高油压状态，活塞下部与油箱连通处于零压状态。合闸线圈接受命令后，打开合闸先导阀的阀口，高压油进入主阀阀杆下端空腔，使阀杆下端处于高油压状态，油压力推动阀杆向上运动，封住分闸阀口，打开合闸阀口。这样，工作缸活塞下部与低压隔离，与高压连通。由于工作缸活塞下部的受力面积大于上部，因此对活塞杆产生一个向上的力，推动活塞向上运动实现合闸。
合闸位置时，工作缸活塞上下部均处于高油压状态。分闸线圈接受命令后，打开分闸先导阀的阀口，这样，高压油进入主阀阀杆上端空腔，使阀杆上端处于高油压状态，此时液压系统对主阀阀杆向下的推力要大得多，故油压力推动阀杆向下运动，关闭合闸阀口，开启分闸阀口，工作缸下部的液压油与低压油箱连通，压力降为零。这样，工作缸活塞在上部油压作用下向下运动，实现分闸。
3.4液压机构内部渗漏说明
由液压系统储压原理知，储压器的上部与工作缸活塞上部及主阀、信号缸、压力开关相连通，因此完成储压后，上述位置均处于高油压状态，当工作缸活塞、主阀、压力开关密封破坏，则易出现液压机构内漏，而当信号缸密封损坏，则出现液压油外漏。
由液压机构分合闸原理可知，运行中或开关合闸后，若主阀或分合闸先导阀密封破坏，亦会出现液压机构内漏，引起油泵频繁打压。
4故障原因分析和处理
4.1、7511断路器A相频繁打压原因分析及处理
对7511断路器液压机构频进行详细检查，未发现外漏现象；由于此前7511断路器A相及C相液压机构更换过油压开关底座，基本能排除油压开关底座问题；若是液压机构内漏，则可能是油箱内有异物，油泵打压过程中，异物通过液压油流动至机构内部，导致内部各部件密封破坏，从而导致内漏，如工作缸活塞上部及主阀、分合闸先导阀，因此首先应检查油箱液压油是否含有杂质，若油箱内含有杂质，则频繁打压很可能是液压机构内漏造成的，若液压油清澈无杂质，则内漏可能性将大大降低；另若压力开关密封损坏，则也肯能造成液压油内漏，此时应对压力开关进行检查。
通过分析，确定了可能原因后，首先打开了液压油箱对液压油进行了检查，检查发现液压油清澈洁净，未发现杂质，则杂质引起内漏的可能性降低；接着对压力开关进行了检查，检查发现压力开关组件处PE3620密封垫存在问题，组件处的组件密封垫安装不规范，未完全镶入密封垫槽内，密封垫受挤压已变形严重。
发现问题后，将压力开关组件PE3620密封垫进行了更换，另还更换837000002002密封垫圈及837000007003密封垫圈，更换后进行断路器高压、低压泄露试验各12小时，试验合格。
4.2、7512断路器C相出现频繁打压原因分析及处理
在进行7512断路器C相频繁打压检查时，吸取7511断路器A相经验，首先对对压力开关进行了检查，检查压力开关各组件密封良好；故接着对油箱液压油进行了检查，检查发现7512断路器C相液压油箱底部有黑色杂质颗粒，取出后判断为油箱盖板橡胶密封垫破损颗粒；根据对油箱液压油的检查情况判断，开关液压机构频繁打压可能原因为油箱内杂质破坏机构内部各部件密封所致，可能的漏点有以下几处：工作缸活塞、主阀、分合闸先导阀；而工作缸活塞因小杂质颗粒导致内漏的可能性较小，故判断为主阀或者分合闸先导阀密封破坏引起内漏，因此对断路器液压机构贝林格控制阀进行了更换，更换后进行断路器高压、低压泄露试验各12小时，试验合格。
针对油箱液压油中检查出的橡胶密封垫破损颗粒，最终分析原因为在上次检修更换油箱盖板橡胶密封垫时，操作不当。致使破损密封垫颗粒落入液压油箱内。
5检修预防措施
因750kV罐式断路器运行中频繁打压后，运行中检查处理风险和难度大，对发电厂而言断路器停电造成的损失和影响严重，因此在建议在停电检修期间或者日常维护中提前做好预防措施，可有效避免此类问题的发生，具体预防措施如下：
5.1检修预防工作
（1）液压操作机构检查：检查储压筒预充氮气压力，打开卸压阀使油压为0MPa.G后，关紧卸压阀，启动泵，压力表指针急速上升，到一定压力开始徐徐上升，此时可以把急速上升后到达的压力，看作储压器内的氮气气压，气压应为 Mpa，若储压筒预充氮气压力不满足要求，则说明储压筒氮气可能发生泄漏，应对储压筒进行检查更换，避免因氮气泄漏造成液压机构频繁打压。
（2）检查液压表，确认指针是否复位，开放‧停止阀门，确认压力表的指针是否指向‘0’位；检查油压开关，确认动作压力，在不同的设定压力下是否正常启停和动作（油泵停止油压：32.6±1.0MPa.G，油泵启动油压：31.6±1.0MPa.G，合闸闭锁压力：27.8±0.8MPa. G，分闸最低功能油压：25.8±0.7MPa.G），若发现压力开关启停或动作不正确，应进行调整，避免因压力开关不正确动作或压控元件动作离散性大[3]而造成液压机构频繁打压。
（3）检查安全阀，确认动作压力（34.5+2MPa.G），人为打压，压力到某个值后下降，读取最高值；若动作值不符合标准，应进行调整，确保安全阀返回压力大于油泵启动压力，且开启准确，避免安全阀与压控元件压力配置不当引起频繁打压。
（4）检查液压管道连接用螺拴和螺帽连接是否牢固可靠，检查外部是否渗漏油，若有外部渗漏油情况，应及时对渗漏点密封进行处理。
（5）对液压油泵进行检查，测定初充压时间：测定到达0→32.6MPa.G的所用时间，在 10分钟左右即为良好；（如果中途由于自动报警器而油泵停运时，要把转换开关打开，再复位在自动运转状态进行充压。）；测补充液压时间：测定油压31.6→32.6MPa.G时间，所需时间一般在 2分钟以内为良好，若初充压时间或补压时间过长，应对油泵系统及电机进行检查检修，避免因油泵出力不足造成的长时间打压。
（6）检查液压机构内部是否由渗漏油，启动油泵将油压打至32.6±1MPa.G，油泵断电，测定1h内液压下降值，1小时下降小于 0.5MPa.G 属正常值，若1小时内油压下降值超过标准，则说明液压机构内部可能存在密封破坏产生内漏，此时应对贝林格主控阀进行检查更换，另需对油箱及液压油进行检查，若油箱和液压油中存在杂质，应对油箱进行清理，并更换液压油；在恢复油箱油箱盖板时，应注意选择专用密封垫，将密封垫使用粘胶粘接牢固后，再盖上油箱盖板，操作应尽量轻柔，避免杂质进入液压油箱。
5.2日常维护预防工作
（1）定期对液压油箱油位进行检查，尤其注意冬季气温骤降时的检查，发现油位低于油箱下部油位镜2/3时，应及时补充液压油，避免液压油量不足造成的液压机构长时间打压和频繁打压。
（2）定期对液压机构各集成块和管路进行检查，发现外部渗漏，应及时进行处理，避免液压油外漏引起液压机构频繁打压。
（3）定期对液压机构箱内部加热器和温湿度控制器进行检查，发现加热器或温湿度控制器损坏，应及时更换，确保环境温度骤降时液压机构箱温度不骤降，避免因温度骤降造成油管路受冻破裂或液压油量不足而引起机构频繁打压。
6结束语
750kV罐式断路器在电力系统中担负着控制和保护的双重功能，对电力系统的安全运行起着至关重要的作用[2]，而断路器液压机构频繁打压不但易造成油泵电机频繁启动而烧损，也是断路器油压不能维持最终拒动的前奏，严重威胁发电机组和电网的安全可靠运行；通过对两起750kV罐式断路器运行中液压机构频繁打压故障的原因的分析，不但给出了处理方法，还提出了检修和日常运行中预防措施，对750kV罐式断路器运行维护有重要借鉴意义。
参考文献：
[1] 《LW55-800型罐式SF6断路器现场运行维护与检修手册》河南平高电气股份有限公司，2008年.
[2] 闫群民，马永翔，王宏涛. 800kV罐式SF6断路器操动机构频繁打压现象分析[J]. 高压电器，2011（2）.
[3] 李海波. 平凉变800kV罐式断路器液压机构改造[J].高压电器，2010（7）.
论文作者:尹爱宁
论文发表刊物:《电力设备》2017年第16期
论文发表时间:2017/10/24
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