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断路器弹簧操动机构异常分析



变电站低压侧电抗器投入运行,断路器在合闸后,后台发告警信号,信号为“断路器电机过时故障报警”、“断路器压缩弹簧未储能”。值班人员立即到现场进行检查,发现断路器弹簧储能位置仅达到完全储能位置的90%处,弹簧未完全储能。在此种情况下,若断路器分闸后,将导致断路器再次合闸不成功,甚至会造成断路器合闸不到位的情况发生。出现异常情况后,值班人员立即对断路器进行了检查,未发现明显异常情况,在断开断路器储能电源后,再次合上储能电源开关,断路器储能电机运转,弹簧操动机构储能正常,异常信号消失,经过仔细检查,每次断路器要进行一次完整的储能,相当于电机要启动两次,才能实现。
 
原因分析
(1)该异常情况发生后,专业人员对现场设备进行了检查,经过检查未发现明显
异常点,后经过合闸试验后,发现每次在断路器合闸后储能的过程中,断路器合闸弹簧尚未储能完成,时间继电器ZLC提前返回,切断电机储能回路,经判断为断路器储能电机回路有问题,断路器储能回路图,其中ZJ为中间继电器,ZLC为电机保护延时继电器,CK1为弹簧储能限位触点。
(2)正常运转分析。在正常情况下,断路器合闸后,断路器的合
闸弹簧释放能量,弹簧处于未储能状态,此时,常闭触点CK1闭合,中间继电器ZJ未动作,其常闭触点ZJ闭合,时间继电器ZLC动作,其常开触点闭合,接通断路器储能电机回路,断路器储能电机运转。电机启动回路:断路器储能电机回路图在运转中,断路器电机过时保护继电器ZLC经延时闭合,其时限比断路器合闸弹簧完全储能所需的时间长,在弹簧未储能完成前,ZLC不动作。当断路器正常储能完成后,弹簧的储能触点CK1动作,其常闭触点断开,电机延时保护继电器ZLC失磁返回,此时,电机延时保护继电器ZLC常开触点返回,切断电机储能回路,电机停运,完成一个断路器合闸弹簧的正常储能周期。
(3)对本次断路器异常情况分析。通过现场试验发现,断路器合闸后,合闸弹
簧释放能量,此时弹簧处于未储能状态,断路器的弹簧储能触点CK1常闭触点闭合,中间继电器ZJ的常闭触点闭合,电机延时保护继电器ZLC带电励磁。ZLC继电器动作后,常开触点ZLC动作闭合,接通断路器的储能电机回路,储能电机运转,对弹簧进行储能。储能电机运转的过程中,由于电机延时保护继电器精度不够,电机延时保护继电器的延时触点ZLC在弹簧操动机构未储能完成时提前经闭合,导致中间继电器ZJ带电励磁,其常闭触点ZJ返回,切断ZLC励磁回路,ZLC失磁,其常开触点断开,切断储能电机运转回路,造成弹簧未完成储能即切断断路器合闸弹簧的储能回路,此时由于ZJ动作后,误判为电机运转超时,向后台发“断路器电机过时故障报警”、“弹簧未储能”信号。
(4)运行人员的临时处理措施。异常现象出现后,运行人员现场检查断路器操
动机构无明显异常现象后,断开断路器储能电源,此时电机过时保护继电器ZLC失磁返回,常开触点断开,中间继电器ZJ失磁返回,其常闭触点闭合,再次合上储能电源开关后,断路器储能电机回路即行接通,断路器储能电机运转储能。这个过程中,由于断路器已经储能90%,所以完成后面10%的储能所需时间就较短。此后的储能及返回过程如正常运行时的情况。
 
运行中的几点建议
综合本次异常情况处理的整个过程,对今后的运行维护工作,总结以下几点建议。
(1)断路器在进行远方合闸后,应及时到现场进行检查,检查位置时应注意检查断路器的储能机构状态是否完好。以便及时发现存在问题,为下一次合闸做好准备。防止出现因断路器储能不足,导致合闸不到位的事故出现。
(2)操动机构中的ZLC继电器作为断路器电机回路的过时保护,在储能完成后或出现特殊情况时,它作为断路器储能电机的保护,可以起到防止电机烧毁的异常情况。因此必须引起重视,在检修及日常的巡视检查时,应重点进行关注,不能存在麻痹的思想。
(3)当在合闸后,出现此类异常现象时,如果情况比较紧急,短时间内不能及时进行处理的,可采用短时断开储能电源,再次合上储能电源开关的方法进行临时处理,确保合闸弹簧储能完成。
(4)由于该设备投运不久,即出现此类异常情况,因此在今后的验收工作中,应对此类辅助设施给予关注,防止由于延时继电器问题,导致设备事故的发生。
 
本次异常情况出现多次,每次的处理仅对继电器的时限进行调整,不停的放大时间继电器的延时,但最终仍未能得以彻底解决,甚至有可能导致电机过时保护回路失效的情况发生。更换了继电器后,该异常现象才得以彻底消除。从中也暴露出一些厂家及检修人员,对断路器的一些辅助回路元件不重视的情况,最终将会因一些很小的辅助元件,导致主设备停运。

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