35kv变电站电气开关设备故障分析及对策探究

35kv变电站电气开关设备故障分析及对策探究

王健1张艳艳2

1.华北油田公司电力分公司南部工区河北任丘062552；2.河北华北石油工程建设有限公司河北任丘062552

摘要：断路器元件是基于电流检测与熔断等技术衍生的电网保护装置。在断路器使用期间，既能够根据电压、电阻、电流等异常数据及时断开电网回路，以避免对系统内设备造成损害，同时更能够实时监控电网运行环境，以便为后续检修等工作的开展提供帮助，避免电击等风险对检修人员生命安全造成损害。因此，断路器故障理应得到重视。

关键词：发电厂；变电系统；电气开关；设备故障

引言

变电厂是对产出的原始电能进行高低压转换的设备。在电站直接获得的电能需要通过变电厂进行变压后才能正常地供给其他的用电设备。而电器开关则是维持变电所正常运行的重要装置之一。分析并讨论如何有效的解决和规避导致电器开关故障的成因，便能够提升变电所的工作效率。

1.35kv变电站电气设备常见故障

1.1接地电网均压故障

有关专家通过对变电所接地网电位分布的测试和图纸调查，发现大多数接地网的均压不符合要求，特别是横向电位分布，电位梯度大、跨步电压超标。这是由于在接地网设计时把工频接地电阻作为主要的技术指标，而忽略了地网的均压和散流，或只用长孔地网而很少用方孔地网，特别是沿电缆沟没有均压措施。由于地网的均压不好，在短路电流入地或冲击电流入地时就会造成地网的局部电位升高，使高压向低压反击打坏微机控制设备或低压控制回路。

1.2设备接地与电网连接故障

对发电厂和变电所调查可知，设备接地与接地网存在不通或连接不良等问题。这些设备既有变压器、油断路器，也有隔离开关及避雷器等。根据某110kV变电所资料，发现110kV电压互感器和避雷器间隔的接地与接地网不通，35kV电压互感器和避雷器间隔与接地网不通。该变电所曾经多次发生雷击时打坏断路器、隔离开关、互感器和套管的事故，而避雷器不动作，原因是该变电所的避雷器根本没有接地)。在这种情况下，就是避雷器动作，也会由于接地不良、残压过高而损坏其他设备。造成大量设备接地与地网不通。另外，接地引下线及接地体的截面偏小不能满足短路电流的热稳定要求，发生接地短路时，接地引下线往往被烧熔烧断，使设备外壳带上较高的电压。有时向低压二次回路反击也会使事故扩大，某电厂就是因为设备的接地引下线截面不够，在设备发生接地短路时高压窜入低压烧坏二次保护及控制电缆，从而使事故扩大的。

2.35kv变电站电气开关设备故障处理措施

2.1对变电开关设备进行周期性的常规检修

（1）真空开关串联二极管

混合式直流真空断路器分断故障电流的两种方法为自然换流和强迫换流。图1为真空开关强迫换流原理图，通过控制导通真空触发开关FV形成预充电脉冲电容C经调波电感L向真空开关VS的脉冲放电回路，当脉冲电流与主回路故障电流幅值相等时，VS支路电流已完全转移至LC换流支路，此过程即为强迫换流。二极管D实现了电流转移阶段的单频半波换流，真空开关在强迫换流过程中有两次电流过零机会，当LC换流支路脉冲电流上升阶段与故障电流幅值相等时，VS支路电流第一次过零；当LC换流支路脉冲电流达到峰值后在下降阶段再次与故障电流幅值相等时，VS支路电流第二次过零。若真空开关在两次电流过零时机下均未承受住真空间隙间的过电压而发生电弧重燃后，大电流便会再次注入真空间隙导致真空开关最终分断失败。针对此种现象，引入了下述真空开关串联二极管的强迫分断方案，旨在当真空开关电流一次过零时未能可靠分断，二极管D1随即进行反向恢复，在反向阻断过程中，无大电流注入真空开关间隙。在该“零休”时间内，真空开关介质绝缘强度能够得到迅速恢复，有效提高其电流二次过零时的分断性能。

图1真空开关强迫换流原理图

（2）关于SF6断路器

SF6断路器即六氟化硫气体断路器。作为一种新型的气吹式断路器，SF6断路器有着性能稳定，开断能力强，防污防闪能力高等诸多优点。但是由于SF6气体对于密封性和相对湿度有很高的要求，所以相对维护的专业要求也很高。由于SF6气体在灭弧过程中产生的氢氟酸盐和硫基酸盐等绝缘性粉末会腐蚀触头材料，使电阻大大增加。所以当开关触头的寿命达产品的技术要求时必须进行大修；其开关的机械动作次数达到其机械寿命极限时应进行大修，替换其机械机构；当开关防污能力不足时需要对其进行清扫性检修或对其展开外施性的防污措施；当开关影响正常的运行时对其进行有针对性的消缺检修。同时注意，更换下的密封部件不可再次使用，应全部更换全新的合格品。

2.2隔离开关的安装技术

对电气设备的隔离开关进行技术监督时，主要注意以下方面的安装过程：（1）确保安装隔离开关的力度适中，防止发生三相不同期的情况；（2）对触点进行调整时要注意插入深度，确保触头完全接触的同时，避免过度发热的情况出现；（3）对接地刀进行必要的同期调整能够防止卡涩的意外情况出现；（4）在变电所的正常运行过程中，最好制定合理的检查周期对隔离开关的触头进行清洁与保养，能够及时排除触头存在的故障，保证触头的使用年限的同时，提高隔离开关触头的稳定性。

2.3变电所变压器的安装技术

变压器可以说是变电所中电气设备安装的重中之重，所以相关部门必须对变压器的安装工作予以重视，根据实际情况对变压器安装施工进行严格监督与检查。为了提高变压器安装施工质量可以从以下方面加强变压器安装技术监督：（1）根据变压器安装技术对变电所变压器的安装过程进行全面监督与掌控，最好制定合理全面的安装施工计划；（2）在变压器的实际安装过程中要根据安装进度与安装工序对安装计划进行调整与改进；（3）要根据变压器安装过程中工作人员的专业能力对工作人员的职责与工作量等进行合理安排，这样才能尽可能的保证变压器安装效率与质量；（4）变压器安装完成后要对安装结果进行检查，保证变压器安装施工符合相应的要求标准。主要对变压器的外观以及各部件的完整程度等进行检查，以便及时排除可能存在的安全隐患。

2.4消除人为的误操作因素，强化安全生产责任制度

除去因设备老化和厂房布线不规范的因素，绝大部分的事故都是由于运行人员的误操作导致的。人员素质的高低直接影响了生产的安全性。若要完成变电安全运行的任务，就必须提高人员的技术水平。建立长期的，规范化的培训制度，有计划，有组织的逐步开展职工的专业技能考核以及培训。同时加强日常的巡检和消缺工作，特别强调对于开关的检查和对于设备部件的维护。通过每年两次的针对性巡检来了解设备的真实状态，同时通过检查、维护，提高了设备的缺陷检出率。为了确保安全的生产机制，监督机制也是重中之重。拥有一个健全的监督机制，对变电所的各级人员实行责任制制度，对各级人员的责任完成情况进行考核，以严谨、细致、落实的态度推动各级人员有效的监督设备和生产的安全，并将实绩作为干部考核的重要依据，重奖重罚，从而维护电厂的生产安全。

结束语

断路器故障解决对策的有效落实，不但能够更全面的控制地区电网运行环境，以便根据地区电网运行需求与影响因素拟定更详细的检修方案，降低电网故障风险出现的概率，同时凭借断路器元件精细化管理，更便于实时监控地区电网运行状况，以便为后续电力调度等工作的开展奠定更好的资料基础。故而，在论述35kv变电站电气开关设备故障分析及对策期间，必须明确断路器常见故障问题与因素，并提供详细的检修解决方案，才能为后续电网系统运行提供更全面的技术保障。

参考文献

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