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(chǎn)，日供水量10萬立方米，水源取自56km外的岳城水庫?？偼顿Y2.65億元人民幣，其中利用瑞典政府貸款400萬美元，引進(jìn)了先進(jìn)的供水設(shè)備、電氣設(shè)備及自控系統(tǒng)等。鐵西水廠是一座現(xiàn)代化程度較高的地表水水廠，自投運(yùn)以來每年為邯鄲市輸送優(yōu)質(zhì)自來水約3000萬立方米，為邯鄲市社會穩(wěn)定，經(jīng)濟(jì)發(fā)展做出了重要貢獻(xiàn)。

水廠的制水工藝流程為：源水→加藥→靜態(tài)混合→機(jī)械反應(yīng)→平流沉淀→V型濾池過濾→加氯消毒→清水池→泵房→城市管網(wǎng)。泵房中有8臺供水機(jī)組，其中4臺供水機(jī)組為二期設(shè)備。其中水泵為瑞典SCANPUMP產(chǎn)品，額定流量為1800立方米/小時，額定揚(yáng)程為45米。電機(jī)為HXR 450M型10kV高壓電機(jī)，高壓電機(jī)由高壓電機(jī)柜控制運(yùn)行，高壓電機(jī)運(yùn)行方式為直配直接啟動。高壓電機(jī)柜為ABB芬蘭產(chǎn)品，中置式高壓柜，其中配有先進(jìn)的SPAM 150C電動機(jī)綜合保護(hù)繼電器和SF₆高壓斷路器。

SPAM 150C是多功能電機(jī)綜合保護(hù)器，微電腦控制，控制精度高，保護(hù)及時、準(zhǔn)確?？煽刂茀?shù)有：電機(jī)滿負(fù)荷電流、電機(jī)啟動電流、電機(jī)啟動次數(shù)、啟動電流額定整定值等等。

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(yàn)位置；3、移出位置。SF₆斷路器為鐵西水廠送水機(jī)組電機(jī)回路的重要組成部分，該斷路器結(jié)構(gòu)復(fù)雜、連鎖保護(hù)齊全，為芬蘭制造ABB公司產(chǎn)品，其外形見圖1。

二、故障現(xiàn)象：

2001年5月，泵房值班人員接到調(diào)度指令讓增開一臺機(jī)泵，當(dāng)值班員按照正常的操作程序開啟5^#機(jī)組時，送水機(jī)泵在接到啟動指令后，沒能和往常一樣運(yùn)轉(zhuǎn)起來。隨即進(jìn)行初步檢查，發(fā)現(xiàn)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(jī)組，并立即向廠值班領(lǐng)導(dǎo)匯報(bào)有關(guān)故障情況。

三、故障分析及檢查：

故障發(fā)生后，廠領(lǐng)導(dǎo)讓我?guī)ьI(lǐng)幾個維修電工排除故障。我在向值班人員了解事情經(jīng)過后，開始查找故障點(diǎn)。首先把高壓電機(jī)柜中的SF₆斷路器移出至試驗(yàn)位置，發(fā)現(xiàn)儲能機(jī)構(gòu)沒有儲能，隨后手動儲能，在試驗(yàn)位置進(jìn)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(xiàn)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(diǎn)需要進(jìn)一步檢查。

根據(jù)高壓SF₆斷路器的工作特性，當(dāng)其得到啟動指令后，應(yīng)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(fù)雜，按控制地點(diǎn)分，分為遠(yuǎn)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(jī)儲能。

現(xiàn)在的故障現(xiàn)象表現(xiàn)為，高壓SF₆斷路器不能正常儲能。結(jié)合故障現(xiàn)象及以上檢查結(jié)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(chǎn)品，該斷路器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，連鎖保護(hù)多，輔助觸點(diǎn)多，接線端子多，所以檢修起來比較繁瑣。首先在試驗(yàn)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(xù)向下檢查到儲能電機(jī)入口，由于該電機(jī)工作時帶有機(jī)械及電氣保護(hù)，即一旦儲能操作成功，系統(tǒng)會自動切斷儲能電機(jī)的電源供給。在屏蔽該機(jī)械及電氣保護(hù)后，繼續(xù)檢查電機(jī)入口的電壓也正常，但儲能電機(jī)仍不能正常運(yùn)轉(zhuǎn)，據(jù)此推斷是儲能電機(jī)損壞。

四、故障排除：

將斷路器移出，拆下儲能電機(jī)，繼續(xù)檢查，兩個碳刷均沒有損壞。于是進(jìn)一步將電機(jī)拆開，經(jīng)仔細(xì)檢查，發(fā)現(xiàn)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組多處開路。至此，找到故障點(diǎn)。按照電機(jī)原有線圈參數(shù)，重新繞制電機(jī)轉(zhuǎn)子線包，再經(jīng)過測絕緣電阻、試轉(zhuǎn)正常后，安裝儲能電機(jī)及斷路器前面板。將高壓SF₆斷路器推進(jìn)至試驗(yàn)位置時，儲能電機(jī)即開始啟動，儲能完成后儲能電機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，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(jī)自動運(yùn)轉(zhuǎn)正常，可以正常自動儲能。在試驗(yàn)位置對高壓SF₆斷路器的分合閘操作均能正常進(jìn)行。把高壓SF₆斷路器推進(jìn)到工作位置后，再按照開啟機(jī)泵的正常操作程序啟動供水機(jī)組，供水機(jī)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(xué)技術(shù)發(fā)展很快，同時從國外引進(jìn)許多新工藝、新技術(shù)、新設(shè)備，作為新時期從事電氣維修工作的維修電工，應(yīng)當(dāng)努力學(xué)習(xí)，提高自己的能力，以勝任針對新技術(shù)、新設(shè)備的維修維護(hù)工作；并且要根據(jù)供水行業(yè)的特點(diǎn)，在學(xué)好本專業(yè)的基礎(chǔ)理論知識的前提下，努力學(xué)習(xí)其他相關(guān)領(lǐng)域的科學(xué)技術(shù)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(shí)踐的能力，才能適應(yīng)新時期供水事業(yè)不斷前進(jìn)和發(fā)展的需要，更好地為城市供水事業(yè)的蓬勃發(fā)展作出新的貢獻(xiàn)。