對10kV高壓SF6斷路器故障的一次檢修
一、概述:
鐵西水廠于1998年7月投產,日供水量10萬立方米,水源取自56km外的岳城水庫。總投資2.65億元人民幣,其中利用瑞典政府貸款400萬美元,引進了先進的供水設備、電氣設備及自控系統等。鐵西水廠是一座現代化程度較高的地表水水廠,自投運以來每年為邯鄲市輸送優質自來水約3000萬立方米,為邯鄲市社會穩定,經濟發展做出了重要貢獻。
水廠的制水工藝流程為:源水→加藥→靜態混合→機械反應→平流沉淀→V型濾池過濾→加氯消毒→清水池→泵房→城市管網。泵房中有8臺供水機組,其中4臺供水機組為二期設備。其中水泵為瑞典SCANPUMP產品,額定流量為1800立方米/小時,額定揚程為45米。電機為HXR 450M型10kV高壓電機,高壓電機由高壓電機柜控制運行,高壓電機運行方式為直配直接啟動。高壓電機柜為ABB芬蘭產品,中置式高壓柜,其中配有先進的SPAM 150C電動機綜合保護繼電器和SF6高壓斷路器。
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圖1 HPA型高壓SF6斷路器外形圖 |
高壓SF6斷路器的型號為:HPA 12/625C;額定電壓:12kV;額定頻率:50-60Hz;額定電流630A。該斷路器為可移出式,通過柜面手柄及專用搖把操作,可以使斷路器處于三個不同的位置:1、工作位置;2、試驗位置;3、移出位置。SF6斷路器為鐵西水廠送水機組電機回路的重要組成部分,該斷路器結構復雜、連鎖保護齊全,為芬蘭制造ABB公司產品,其外形見圖1。
二、故障現象:
2001年5月,泵房值班人員接到調度指令讓增開一臺機泵,當值班員按照正常的操作程序開啟5#機組時,送水機泵在接到啟動指令后,沒能和往常一樣運轉起來。隨即進行初步檢查,發現高壓SF6斷路器沒有完成合閘操作。為了保證及時供水,值班人員隨即順利開啟了備用機組,并立即向廠值班領導匯報有關故障情況。
三、故障分析及檢查:
圖2 HPA型高壓SF6斷路器電路圖(部分) |
故障發生后,廠領導讓我帶領幾個維修電工排除故障。我在向值班人員了解事情經過后,開始查找故障點。首先把高壓電機柜中的SF6斷路器移出至試驗位置,發現儲能機構沒有儲能,隨后手動儲能,在試驗位置進行合閘操作,SF6斷路器接到啟動指令后,可以合閘,檢查主電路沒有故障。分閘并再次合閘后仍然不能正常工作,故障現象和上一次一樣,這樣可以斷定為高壓SF6斷路器故障。故障點需要進一步檢查。
根據高壓SF6斷路器的工作特性,當其得到啟動指令后,應該釋放能量,使高壓斷路器閉合,接通主電路,同時為下一次工作儲能。其電氣原理圖見圖2。
本圖可以分為三個部分:主回路、控制回路、合閘回路。主回路為高壓SF6斷路器的主要部分;控制回路比較復雜,按控制地點分,分為遠動控制和就地控制,按功能分可分為:分合閘控制、跳閘控制、故障后重新啟動等。合閘回路的功能是為控制儲能電機儲能。
現在的故障現象表現為,高壓SF6斷路器不能正常儲能。結合故障現象及以上檢查結果可以斷定除了高壓SF6斷路器不能正常儲能外,其他控制部分沒有問題,主回路也沒有問題。
由于本斷路器系ABB公司產品,該斷路器結構復雜,連鎖保護多,輔助觸點多,接線端子多,所以檢修起來比較繁瑣。首先在試驗位置打開斷路器的前面板,從合閘回路開始檢查,該合閘回路電壓為交流220伏,檢查該電壓正常,繼續向下檢查到儲能電機入口,由于該電機工作時帶有機械及電氣保護,即一旦儲能操作成功,系統會自動切斷儲能電機的電源供給。在屏蔽該機械及電氣保護后,繼續檢查電機入口的電壓也正常,但儲能電機仍不能正常運轉,據此推斷是儲能電機損壞。
四、故障排除:
將斷路器移出,拆下儲能電機,繼續檢查,兩個碳刷均沒有損壞。于是進一步將電機拆開,經仔細檢查,發現電機轉子繞組多處開路。至此,找到故障點。按照電機原有線圈參數,重新繞制電機轉子線包,再經過測絕緣電阻、試轉正常后,安裝儲能電機及斷路器前面板。將高壓SF6斷路器推進至試驗位置時,儲能電機即開始啟動,儲能完成后儲能電機停止運轉,重新合閘操作,SF6斷路器接到啟動指令后,可以合閘,而且儲能電機自動運轉正常,可以正常自動儲能。在試驗位置對高壓SF6斷路器的分合閘操作均能正常進行。把高壓SF6斷路器推進到工作位置后,再按照開啟機泵的正常操作程序啟動供水機組,供水機組工作完全正常,至此對高壓SF6斷路器的維修工作勝利完成。
五、體會:
改革開放以來,科學技術發展很快,同時從國外引進許多新工藝、新技術、新設備,作為新時期從事電氣維修工作的維修電工,應當努力學習,提高自己的能力,以勝任針對新技術、新設備的維修維護工作;并且要根據供水行業的特點,在學好本專業的基礎理論知識的前提下,努力學習其他相關領域的科學技術知識,拓寬知識面。只有不斷地提高自己的理論知識及維修實踐的能力,才能適應新時期供水事業不斷前進和發展的需要,更好地為城市供水事業的蓬勃發展作出新的貢獻。

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