成套開關(guān)柜運(yùn)行中出現(xiàn)的主要問題
隨著電網(wǎng)的不斷發(fā)展,變配電設(shè)備,尤其是成套設(shè)備的數(shù)量迅速增加。特別是在城市電網(wǎng)中,成套設(shè)備以其功能齊全、占地少、建設(shè)周期短等優(yōu)點(diǎn)被廣泛采用。其中,無油真空和六氟化硫斷路器成為首選部件。成套設(shè)備開關(guān)柜的使用解決了許多分散部件傳統(tǒng)裝配無法實(shí)現(xiàn)的方案,安全性和可靠性大大提高。然而,在運(yùn)行過程中發(fā)生了一些事故,有些造成了極其嚴(yán)重的后果。
究其原因,很多是選型設(shè)計(jì)和制造的問題,也有操作和維護(hù)不當(dāng)?shù)膯栴}。從設(shè)計(jì)到選型,從運(yùn)行到維護(hù),需要對成套開關(guān)柜進(jìn)行綜合處理,以充分發(fā)揮成套開關(guān)柜的優(yōu)勢,從而提高電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行水平。
接下來,我們將介紹操作過程中出現(xiàn)的主要問題。
1.隔離
由于骯臟、潮濕、甚至結(jié)露等不利的運(yùn)行環(huán)境,原有室內(nèi)10 ~ 35kv 開關(guān)柜絕緣事故明顯增加。問題的嚴(yán)重性還在于絕緣事故后切除時(shí)間較長,短路電流和短路電弧蔓延范圍大,緊急修復(fù)和恢復(fù)困難,直接損失和間接損失大。
近年來,梅雨季節(jié)35 kV開關(guān)柜放電事故時(shí)有發(fā)生,特別是一些爬電比為110左右的舊支撐絕緣子和隔離開關(guān)瓷絕緣子,瓷裙小而少。一些開關(guān)柜環(huán)氧樹脂流變儀和斷路器安裝在同一區(qū)間。如果發(fā)生事故,即使斷路器運(yùn)行,在此間隔內(nèi)也不能排除故障。只有在總線的輸入斷路器運(yùn)行幾秒鐘后,才能排除故障。
此外,由小動(dòng)物引起的絕緣事故也不容忽視。一家發(fā)電廠統(tǒng)計(jì)了1990年前后超過10年的廠用電系統(tǒng)事故,其中大約40%是由小動(dòng)物引起的。另一家發(fā)電廠在相對較短的時(shí)間內(nèi)發(fā)生了兩起廠用電系統(tǒng)短路事故。由于長時(shí)間的短路和嚴(yán)重的燒傷,事故的確切原因第一次沒有找到。第二次,事故的原因很快被發(fā)現(xiàn)是由老鼠引起的。成套設(shè)備開關(guān)柜的密封等級至少為IP 2X,電纜出口必須牢固堵塞,任何部位不得留有大于12.5毫米的孔。
2.導(dǎo)電回路故障
導(dǎo)電電路故障也是一種災(zāi)難性事故,成套設(shè)備開關(guān)柜,其后果往往非常嚴(yán)重。問題的復(fù)雜性在于缺乏有效的監(jiān)測和預(yù)測手段。導(dǎo)電電路的大多數(shù)故障發(fā)生在所有連接處(包括固定連接以及靜態(tài)和動(dòng)態(tài)接觸連接)。雖然有些設(shè)備的額定電流選擇得相當(dāng)大,但實(shí)際工作電流并不大,似乎留有很大的余量,導(dǎo)電電路的接觸不良和發(fā)熱是惡性循環(huán)。如果不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)和制止,事故最終會(huì)發(fā)生。
運(yùn)行實(shí)踐證明,由于觸頭接觸不良,成套開關(guān)柜導(dǎo)電回路事故時(shí)有發(fā)生。理論上,成套開關(guān)柜的上下連接器相當(dāng)于兩個(gè)閘刀水平移動(dòng)的隔離開關(guān)。如果設(shè)計(jì)和選擇良好,制造過程可靠,安裝到位,應(yīng)確保安全運(yùn)行。然而,在實(shí)際操作中,由于接觸不良造成的事故占很大比例。
3.機(jī)械故障
因?yàn)橛性S多機(jī)械傳動(dòng)和鎖止鏈帶開關(guān)柜,所以有許多故障和許多類型的故障。大多數(shù)故障都是由操作機(jī)構(gòu)引起的,包括電路元件及其連接、電磁機(jī)構(gòu)的打開和關(guān)閉、彈簧操作機(jī)構(gòu)儲能電機(jī)的機(jī)械和電氣缺陷以及儲能、打開和關(guān)閉結(jié)構(gòu)中的薄弱環(huán)節(jié)。斷路器本體緩沖和導(dǎo)向不良也會(huì)造成事故。大多數(shù)機(jī)械故障都會(huì)導(dǎo)致誤操作或誤操作,但一般來說,直接損失較小,恢復(fù)處理相對容易。
4.部件缺陷,尤其是真空斷路器中的空氣泄漏
部件故障率最高的是中壓真空斷路器滅弧室的漏氣缺陷。1997年,在一個(gè)新投入運(yùn)行的變電站的10個(gè)真空斷路器的預(yù)防性試驗(yàn)中,發(fā)現(xiàn)9個(gè)滅弧室泄漏。制造商立即更換了它們,并承諾對任何異常泄漏進(jìn)行補(bǔ)償。1997年9月,江蘇省某220千伏變電站ZN 23235真空斷路器在分合閘斷電容器組時(shí)發(fā)生三相短路事故,但電容器組未受傷害。這顯然不是真空斷路器打開和閉合電容器組時(shí)產(chǎn)生的過電壓問題,而是真空斷路器的質(zhì)量問題。
以上描述了成套設(shè)備開關(guān)柜運(yùn)行中存在的4個(gè)主要問題,在設(shè)計(jì)和生產(chǎn)開關(guān)柜時(shí)應(yīng)盡可能避免,業(yè)主在使用和維護(hù)開關(guān)柜過程中應(yīng)特別注意以上幾點(diǎn),以盡早防止。