(1.国网济南供电公司 山东省济南市 250012)
摘要:针对长期运行的某220kV变电站,110kV BLK222型弹簧机构发生的老化引起的多起储能故障,进行了详细检查分析,提出了适当加大合闸弹簧预储能,即逆时针调整限位板的解决方案,通过实施该方案后的设备实际运行状况良好。
关键词:断路器;储能;弹簧;老化;限位板;预储能
0引言
ABB公司制造的BLK222型断路器操动机构技术较为成熟,广泛应用于其所生产的LTB系列断路器。BLK222型断路器操动机构为弹簧储能机构,由弹簧提供断路器操作所需要的能量,弹簧一旦储能,能量就被保持住而不会发生能量损失。通过弹簧储能,为断路器分合闸提供能量,实现断路器的快速分合闸,操动机构是决定断路器性能的关键部件之一,其性能的优劣将直接影响到断路器的可靠性。
1 BLK222型操动机构的储能原理
1.1储能电气原理
图1 BLK222型弹簧机构储能回路原理图
F1:储能电源开关 Y7:手/电动储能闭锁
BW2:储能限位开关 Q1:储能控制继电器
1.2储能机械原理
图2 BLK222型弹簧机构外观
储能:该合闸弹簧为卷簧,储能过程中卷簧内轴被合闸挚子固定、外侧被电机带动顺时针转动,至压迫限位开关BW1、BW2动作时,储能到位,储能回路断开;
释能:卷簧外侧与电机储能部分为不可逆齿轮联动,只能顺时针转动且不可逆。合闸动作时,外层固定、内轴释放并顺时针转动,在断路器完成合闸动作的同时,带动分闸弹簧储能,然后利用内轴转动的惯性带动外层顺时针甩动,使限位开关复位,储能回路导通,储能电机启动,再次为弹簧储能。
2 BLK222操动机构的故障分析
2.1现场设备外观检查
检修人员对开关机构进行检查时发现,开关在合闸位置,但未储能,检查发现储能限位开关BW2的21-22常闭接点未接通。
打开机构箱后发现,合闸弹簧卸能后限位块未甩过限位开关,限位开关未复位,此时合闸弹簧未储能,但造成了电气回路的“假储能”现象。
2.2 现场试验检查
根据试验结果,判断合闸速度偏低。
2.3 故障原因分析
合闸弹簧能量用于断路器合闸和分闸弹簧储能两部分,合闸弹簧释能后行程过小的原因是“合闸弹簧能量”、“断路器合闸阻力”、“分闸弹簧能量”三者配合不合适,原因有以下两点:
一是分闸弹簧受温度降低等因素影响,使分闸弹簧能量过大,也会造成合闸过程中能量不足。分闸弹簧能量过大,会造成断路器分闸速度过快,可能对灭弧室或传动部分元件造成冲击。本次测试中,分闸速度正常可排除该原因。
二是合闸弹簧疲劳。本台开关于2006年7月投运,至今已运行8年,存在合闸弹簧疲劳的可能性。合闸功减小,轻则造成断路器合闸速度降低,严重时可能造成断路器合闸不到位,甚至出现半分半合的严重后果。本次测试中,合闸速度偏低,因此需加大合闸弹簧预储能。
综合分析,应为合闸弹簧长期运行产生疲劳,导致合闸功减小,断路器合闸不到位,并最终导致断路器储能故障。
3处理方案
合闸弹簧的储存能量多少由限位板控制,顺时针调整限位板,合闸弹簧储能角度减小,储存能量减少;同理逆时针调整时,合闸弹簧储能角度变大,储存能力增加。根据测试结果判断,断路器合闸弹簧疲劳,应适当加大合闸弹簧预储能,即逆时针调整限位板。
图4 调整前、后限位板位置
4结语
许多老旧变电站,其设备机构投运年限较长,合闸弹簧已出现不同程度的疲劳情况,类似故障在弹簧未储能的情况下,会造成电气回路已储能的假象,再次合闸时会造成合闸线圈或保护装置长时间通电过热,烧损器件。因此,要定期开展断路器机械特性试验,对老旧断路器进行运行监测,以便及时发现设备隐患并进行处理。
参考文献
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作者简介
李钦柱(1989),男,山东聊城,本科,国网济南供电公司,工程师。
李鑫(1988),男,湖北钟祥,本科,国网济南供电公司,工程师。
论文作者:李钦柱,李鑫,贠钦超,刘珂
论文发表刊物:《电力设备》2016年第15期
论文发表时间:2016/11/5
标签:弹簧论文; 储能论文; 断路器论文; 能量论文; 机构论文; 回路论文; 疲劳论文; 《电力设备》2016年第15期论文;