一起500-SFMT-63F型开关打压超时原因分析及处理措施

一起 500-SFMT-63F型开关打压超时原因分析及处理措施

刘海静

广东电网有限责任公司佛山供电局 528300

【摘要】电力系统中高压断路器对电网的稳定运行起着极其重要的作用，是变电站投切负荷及继电保护动作的最终执行元件，是变电站中重要设备之一。本课题针对某地区500kV变电站使用的日本三菱500-SFMT-63F型SF6断路器,在变电运行的过程中，出现的"打压超时"告警信号进行针对性研究，通过具体分析交流动力箱电压降的原因，提出进一步改进措施。希望通过研究本课题能够为变电站交流设备正常运行维护提供一定的参考价值。

【关键词】开关；打压超时；500kV；交流电压；

1引言

日本三菱公司生产的500-SFMT-63F型SF6断路器由于具有灭弧能力强，维护量少，使用寿命长且经济等各方面的优势，在500kV电压等级的线路上使用率颇高。但在实际的现场运行时，发现该型断路器有出现油泵打压延时的异常现象。某500kV变电站500kV HGIS设备厂家为日本三菱，2007年1月投运，采用液压弹簧机构，油泵起动压力31.5Mpa，停止压力约33Mpa，由压力辅助接点控制储能电机的启停；储能电机使用交流380V电源。2017年10月15日，该变电站500kV线路5051开关A相发出打压超时告警。现场运检人员立即现场检查，发现该机构储能电机在转动，但听声音是在空转；检查机构没有渗漏液压油，油压在31.5Mpa的打压启动值上。断开该开关储能电机电源后，测量电源侧交流三相电压分别为219V、193V、213V，储能电机三相电压偏低。过了约30分钟，重新投入储能电机电源，开关打压正常后停机。

2现场检查

500kV HGIS交流动力电源环网运行方式如图1所示，现场检查500kV第三、四、五串开关交流电源使用站内第二组交流电源，即交流屏6P的两组开关送出的环网电源，其中A相负荷1.7A，B相负荷24.4A，C相负荷17.4A。

图1 500kV HGIS交流动力电源环网图

检查配电屏，交流出线电缆直接至开关后接线柱；检修交流动力箱，进线电缆接至隔离闸刀的接线柱；交流动力箱内闸刀等表面有锈蚀，但进出线接线柱之间的电压降几乎为零，导电回路没有明显温升点，回路接触良好。

交流动力电源从第一串供电，经过五个开关串动力箱，然后回配电屏，测量各位置的三相电压结果见表1。其中负荷基本为500kV HGIS汇控柜、开关机构箱和刀闸、接地刀闸机构箱加热器。

切换交流动力电源从第五串供电，倒过来经五个开关串动力箱，然后回配电屏，测量各位置的三相电压结果见表2。

表2 三相电压测量值

3 交流动力箱电压降的原因分析

现场检查动力箱现场敷设的交流进线电缆规格为ZR-VV22-3×10+1×6；检查电缆清册，第五串动力箱2至380V配电屏Ⅱ段6柜的电缆长度285米，规格与现场一致。通过参考电压为660V，截面标称10的低压电缆的每公里电阻1.85欧，电抗0.092欧（按铜电阻率0.0172来计算，截面积为10的导线每公里电阻1.72欧）。则长度285米电缆电阻为：1.85×0.285=0.527欧。而第五串交流C相负荷17.4A电流，则电压降：17.4×0.48=9.17V；B相负荷24.4A电流，电压降：24.4×0.48=12.86V。

由于三相严重不平衡，受彼此相互间的互感影响，造成A相电压差15V，B相电压差5V，A相电压差4V（升高），是基本一致的（从第五串开始供负荷，配电屏至第五串的线路压降）。从交流负荷与电压降的关系，以及未发现动力箱内电压降、发热，判断交流电源压降是由于电缆压降造成（A相电压升高应是相间互感产生）。

4 处理措施

500kV线路5051开关A相电机电源重新投入后，开关机构能够正常储能，储能电机良好；并且储能后一周内油压力没有变化，开关液压机构密封良好；综合评价机构正常。但500kV HGIS交流动力电源Ⅱ最大压降相，降幅接近15%，严重影响交流设备的正常运行。交流动力电源压降大的原理是由于电缆线路长，负荷电流大，电缆截面相对过少造成。解决交流动力箱电压降严重的方法建议：

（1）短期调整负荷，使三相负荷相对平均；合理设置开环点，将单侧送电改为两侧送电。动力箱至每个开关汇控柜均一回独立出线；而每个开关汇控柜加热回路经一个35度的起动的温控器后，连接该断路器的汇控柜、三相开关机构箱与各个刀闸、接地刀闸机构箱内加热器，加热器总负荷：195W(汇控柜)×2+250W(开关机械箱)×3+10W(刀闸、接地刀闸机构箱)×15=1290W，即每个开关约6A的负荷电流。

按每个断路器的控制回路图，加热器均设计接A相，但实际每串接入的相别不尽相同；可以考虑每串1M母线侧边开关接A相，中开关接B相，2M母线侧边开关接C相的方式，并且开环点设置在第四串的动力箱中，让负荷相对平均分配，降低每相的负荷电流，减少压降。

（2）长期来看，在合理分配负荷的基础上，增加电缆截面，减少压降。按该变电站380/220V中央配电系统接线图，至500kV HGIS交流动力电缆应使用ZR-VV22-3×70+1×35规格，这样电阻只有原来的约1/7，线路压降可以大大减少。可按此设计更换交流动力电缆。

5 结语

根据现场运行经验，建议今后对500kV变电站500kV、220kV场地交流电源，以及220kV变电站220kV场地与110kV场地的交流电源，进行一次电压降、电缆截面的排查，排除由于交流供电线路长、当负荷电流较大或不平锋时，由于截面偏少而造成的电压降过大，影响交流设备正常运行的隐患。

参考文献

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[4]500 kV 500-SFMT-63F HGIS 厂家安装使用说明书[K].2002.

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