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SF6断路器操作机构的运行可靠性及选型探讨
作者:华盛安达河北电气设备 发表时间: 浏览人气:53

  在过去的十年左右的时间里,随着中国500kV输电线路的兴起和发展,以SF6气体为绝缘介质和灭弧介质的SF6气动断路器已得到广泛使用,并且SF6断路器的制造也得到了发展。 快速。目前在我国有72个。在5kV及以上的系统中,SF6断路器已取代了低油和压缩空气断路器。SF6断路器之所以受到运营部门的欢迎,是因为其出色的绝缘性能和开合性能,特别是维护成本低,更适合运营部门的需求。多年的运行实践表明,SF6断路器本体部分的免维护或免维护特性确实超越了传统的无油和空气断路器,但操作机构部件的运行可靠性仍然难以满足或难以实现。 甚至可以说。要求还很遥远。国内外的故障统计表明,气动SF6断路器操作机构的操作可靠性一直是断路器整体可靠性的关键。如果由于对无油断路器的主体进行多次维护而导致操作机构的重要性不突出,则SF6断路器应达到预期的低维护或免维护指标,并达到操作机构的可靠性 必须从根本上改进运行机制。因此,如何提高SF6断路器操作机构的性能和质量以使其与主体匹配以实现所需的低维护成本已成为世界性的问题。


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  本文对1989年至1997年中国电力系统中110、220、330kV和500kV SF6断路器的运行机理进行了统计分析,分析了不同类型的运行机构的特性,并分析了SF6和 介绍了断路原理。 断路器。开发过程旨在吸引SF6交换机制造商注意其运行机制。迫切需要提高和提高操作机构的操作可靠性!


  


  2从1989年到1997年,将国家电网110kV及以上的SF6断路器的运行机制细分了


  下表显示了从1989年到1997年国家电网中110、220、330kV和500kV SF6断路器的操作机构的故障统计信息。需要说明的是,操作机构包括两部分:一是机构传动部分,包括储能系统和机构传动系统。 第二个是控制和辅助电路,用于控制机械零件的打开和关闭操作以及机构的正常操作,例如端子块,接触器,打开和关闭线圈,微动开关,密度继电器,压力表,安全阀和其他次级部件称为次级部件。



  以上故障统计数据与1978年至1991年国际电网大会投入运行的22个国家的66kV及以上气动SF6断路器的可靠性调查数据基本一致。国际电网大会70708年度断路器故障的统计结果是:由于运行机制故障(包括重大故障和二次故障)而导致的64项故障。在所有故障中,有8%属于故障,其中操作机构的机械故障占3769例中的43个故障。8%,二次故障占所有故障的21%。我国的统计数据表明,由运行机制造成的故障(事故和障碍)共66起,占66起。在所有故障中,只有4%有故障,其中机械故障(包括液压和气动泄漏)占所有故障的55%,仅次生故障占11。所有失败的4%[1,2]。两者之间的主要区别在于,家用SF6断路器的液压机构的液压泄漏占很大比例。例如,在国际电网大会统计的小故障中,液压机构泄漏约占30%,而国内SF6断路器液压机构泄漏约占80%。因此,要提高SF6断路器的运行可靠性,首先必须提高操作机构及其辅助部件的运行可靠性。 这是国内外厂商的共同目标。 对于家用SF6断路器,重点应该是尽快解决它们。液压机构泄漏。


  


  3提高和改善家用SF6断路器液压操作机构的操作可靠性是当务之急


  根据1988年至1995年全国电网500kV SF6断路器的故障统计,制造质量原因造成37例,其中家用断路器20例,占54%,但仅占家用设备的14%。 操作时间[3]。在1989-1997年国家电力系统110kV及以上SF6断路器故障统计中,共发生304个操作机构故障,家用249台断路器,占82%,到1997年,家用SF6断路器的平均占有率一年是66%。在统计的169个液压系统泄漏故障中,家用设备占147个,占87%。 在70个机械传动组件故障中,有62个是家用设备故障,占88个。6%[4]。实际上,在家用SF6断路器的液压操作机构的安装,调试或操作过程中,发生了大量漏油和组件损坏故障,但不算作故障。以上统计数据表明,国产SF6断路器与进口产品的质量水平仍有一定差距,尤其是操作机构的操作可靠性。因此,解决家用SF6断路器的液压操作机构的泄漏和传动部件的质量问题已成为当务之急,因为这已成为采用SF6断路器的最大障碍。否则,除了价格优势外,将很难与进口设备在市场上竞争。 希望国内的SF6断路器生产厂家能有一个清晰的认识。



  家用SF6断路器的液压操作机构的泄漏问题一直困扰着操作部门。 尽管制造部门已经进行了很长时间的改进,但是它不能很好地解决此问题,并且其操作可靠性很难满足SF6断路器的要求。应该承认,很难确保生产压力约为30 MPa的液压机构在使用过程中不会泄漏高压油或氮气。因此,当前世界上没有产品不会出现液压系统泄漏,因为有太多的链接和因素可能导致泄漏。例如,ABB的ELKSP和ELFSL,西门子的3AS5,MG的FA和DHB,阿尔斯通的FX32D和富士的BAK等液压系统。所有这些都是中国电力系统的泄漏故障。根据华东电力局的统计,在华东500kV电网中,西门子3AS5断路器液压系统的漏电故障占故障总数的27%,而ABB的ELFSL7-4液压机构占故障总数的40%。MG的DHB液压机构泄漏占故障总数的44%。这些数字表明,国际知名品牌公司生产的液压系统的主要故障仍然是泄漏,但与国内液压系统相比,泄漏的可能性,频率或程度要低得多。


  家用液压机构不断泄漏和零件损坏的状态,除了零件设计,材料,加工工艺和精度,密封质量,清洁度和装配质量等不同问题外,关键是工厂的整体质量管理和质量控制仍然不严格,需要提高质量意识,尤其是工厂产品的质量控制不够严格。目前,我国的各个制造商几乎已经习惯了液压机构的泄漏,并且经常忙于堵漏和现场维护,而不是研究泄漏的原因和规律并采取措施防止泄漏。改善和提高液压机构的质量和运行可靠性是提高家用SF6断路器质量水平和运行可靠性的关键。


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4 SF6断路器动作机理的开发与应用


  电力系统向高压,大容量,长距离的不断发展,促进了高压断路器的不断发展。随着电力系统的发展,具有不同分断性能,绝缘性能和机械性能的高压断路器似乎可以满足电力系统的需求,并将对电力系统的开发和应用产生重要影响。 他们配备的操作机制。



  单电压SF6断路器基本可以满足无油,少破损,少维护,电力系统可靠性高的要求。但是,经过近20年的使用,用户和制造部门也发现了主要缺陷之一,即操作机构的操作功率太大,影响了断路器机构的可靠性。 这是在前面。故障统计信息中有数据。

        


       



  与单压SF6断路器配合使用的操作机构必须在很短的打开时间将气缸中的SF6气体压缩成满足灭弧要求的高压气体,同时必须确保移动转换速度才能满足要求,因此必须使用高速储能装置。 它可以配备大功率弹簧操作机构,气动机构和液压机构,也可以配备混合液压弹簧机构或气动弹簧机构。目前,工厂的生产能力最大,液压系统仍是系统中使用最多的系统。 由于液压机构已在高压和低油断路器中使用了30多年,因此在制造,操作和维护方面积累了丰富的经验。目前,气动机构是配备有单电压SF6断路器的另一种主要机构,系统中仍在运行一定数量的产品。由于气动机构必须配备一套空气压缩装置,并且还存在气体密封,泄漏和腐蚀的问题,因此其操作可靠性并不比液压机构好。 操作部门不习惯选择气动机构。大功率弹簧操作机构还可以满足单压SF6断路器的要求。 例如,大功率螺旋弹簧或扭力弹簧被用作能量存储元件。 但是,由于这两个弹簧的制造困难且昂贵,因此质量难以控制,特别是由于剩余能量太大并且操作可靠性难以掌握,因此很少使用。



  由于使用液压操作机构的油断路器数量减少,已有30多年的生产经验和使用经验,因此操作部门很乐意选择带液压机构的单压SF6断路器,但这并不意味着液压机构可以满足运营部门对SF6断路器的低维护和高运行可靠性的要求。故障统计表明,液压机构的操作可靠性,特别是泄漏问题,仍然是影响SF6断路器整体可靠性的突出矛盾。因此,世界上大多数液压机构制造商一直在不断改进和改善液压机构的密封性能,阀体设计,管道连接和工艺材料,以减少密封连接器和管道之间的连接。,尝试提高密封性能并减少泄漏的机会。当前,大多数液压操作机构都设计有模块化功能部件,以最大程度地减少部件数量以及内部和外部管道的连接以减少泄漏点。



  由ABB设计的弹簧储能液压机构HMA和AHMA将氮气存储压力更改为碟形弹簧存储压力,并配备了模块化设计


  液压功能组件将液压机构,内部和外部连接管以及高压密封件的数量减至最少。 这种简化的设计无疑将提高液压机构的操作可靠性。



  尽管每个人都对液压机构或气动机构进行了连续,大规模的改进和改进,但操作部门仍对它的使用不满意,特别是随着分断电压的不断提高,所需的操作功率也越来越大。解决泄漏问题的难度相应增加,或者,只要仍然使用“加压”灭弧原理作为SF6断路器灭弧室设计的基础,就必须使用大功率操作机构, 这必然使整机的传动系统和密封系统承受强大的机械力,从而影响断路器的机械可靠性。因此,提高SF6断路器的操作机构的操作可靠性的方法是改善“压缩”断开原理,降低对机械操作功率的要求,并减小操作机构和机械传动装置上的机械负荷。 系统。



  自供电式SF6断路器的特点是在短路电流中断时充分利用电弧的能量,从而使灭弧室内的SF6气体的压力上升到电弧所需的压力 灭火。 开路短路电流; 诸如负载电流,电容或电感电流之类的小电流取决于要破碎的压力活塞的小面积,其功能相当于无油断路器的油压活塞。原则上,所谓的“自供电” SF6断路器应基于自供电灭弧并辅以压缩气体。由于充分利用了电弧本身的能量,可以大大降低降低过程中对操作功率的要求,通常是“压缩型”的20%至30%,因此从根本上可以使用简单的弹簧操作机构泄漏的隐患极大地减少了机械传动系统和底盘的机械冲击,并大大提高了断路器的机械可靠性。



  “自供电”分断原理,特别是弹簧机构在SF6断路器上的应用,进一步满足了操作部门对高可靠性,少维护和简单经济的要求。欢迎来到运营部门。尽管目前的自供电SF6断路器仍需要持续改进,并且在分断电流,分断电压,电气寿命和近场故障分断性能等方面都有所改善。 得到改善。110-220kV电压等级电网的使用在增加,发展势头非常快。为此,主要的外国公司在1990年代初开始将其开发和生产重点转移到自激式断路器上,并相继引入了以自激为基本设计原理的各种类型的弹簧操作机构110。?220kV断路器,如A1的S1系列,ABB的LTB系列,阿尔斯通的FXT系列,西门子的3AP1系列,三菱的SFM-32B系列等。 目前,中国已经有相当数量的电力系统。进口自供电SF6断路器在110?在220kV电网中运行。


  


  5关于气动断路器和自供电断路器的选择


  可以肯定地说,仍在大量生产和使用的压力型SF6断路器可以满足中国的高压和超高压电源的要求,而不论其各种分断性能,电气寿命或使用寿命如何。 分断能力和单断电压等级。系统要求。SF6空气断路器的最大缺点是所配备的大功率液压机构或气动机构的泄漏问题。



  液压机构具有数十年的生产历史和使用经验。 这是因为使用时间长,使用量太大,并且泄漏现象似乎太多。 用户部门希望拥有一个相对简单的结构,直观,纯机械的操作机构,无液体和气体,无压力和密封,无压力监控和锁定功能来代替液压机构,以减少大量的维护工作并防止泄漏。弹簧操作机构的重新激活和自供电式SF6断路器的出现满足了大多数操作部门的需求。



  自供电SF6断路器的最大特点是大大降低了工作功率。 最大的优点是它使用了纯机械弹簧操作机构,并且没有油或气的泄漏和密封问题。但是,我们还应注意,由于运行功率降低,自供电SF6断路器也会影响其某些分断性能和技术指标,从而限制了其使用范围。目前生产的自供电SF6断路器主要依靠短路电弧的能量来增加灭弧室中SF6气体的压力达到灭弧压力,因此不可避免地会增加起弧时间。 SF6可以增加喷嘴和触点的燃尽并降低介质强度的初始恢复速度,使短路分断能力,电气寿命,近场故障分断能力和抗断裂压力性能突破无法达到目前生产的压缩SF6断路器的水平,其单断路器电压只能达到220kV,而短路断路器的容量仅为40kA。不仅如此,由于自供电SF6断路器的结构更加复杂,因此增加了部件数量,并且在断开不同尺寸的电流时必须可靠地匹配,这不仅增加了制造难度,而且还增加了成本。 制造难度。 它还可能具有电气可靠性。造成不良影响。该结构简单直观,但其工作可靠性比液压机构困难。 否则,在低油断路器时代,液压机构就不会大量使用。弹簧机构克服了液压机构的泄漏问题,但是可能发生更多的机械故障,例如机械变形,损坏,卡死和关闭锁的故障,并且弹簧本身的制造质量难以控制,尤其是盘簧和扭力弹簧,因此,当前使用大多数螺旋弹簧。配备有弹簧机构的自供电式SF6断路器仍在开发过程中,其电气性能仍需不断提高和提高,因此短期内难以更换气动SF6断路器。

        


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      高压配电系统的运行维护要求

    


    

       高压配电系统的运行和维护需要高压配电系统中的设备,包括附件,支撑绝缘子,母线,避雷器,电压互感器,电流互感器,隔离开关,高压开关等。在系统正常运行下,这些系统设备应平稳运行以完成配电任务。完善的维护工作可以确保高压配电系统的正常运行。

    

  



    

    

      

      自动重合闸操作规定

    


    

       自动重合闸操作规则重合闸操作模式包括:单相重合闸,三相重合闸,综合重合闸和停用重合闸。 220kV及以上线路采用单相重合闸方式,要求相应的断路器采用分相断路器。 110kV线路采用三相重合闸,对应的断路器为三相断路器。 重合闸的启动方法分为保护启动和断开。

    

  



    

    

      

      10kV变电站无功补偿装置的可靠性和保护技术

    


    

       10kV变电站无功补偿装置的可靠性和保护技术1)开关是影响变电站10kV无功自动跟踪补偿装置补偿的主要因素。 在10kV无功补偿装置中,电容器的开关开关和普通负载的高压开关的要求是非常不同的。 除短路中断外,其他性能指标也高于普通高压开关的要求,并且电容器已使用了几年。

    

  



    

    

      

      变电站巡检机器人功能及存在问题的探讨

    


    

       讨论变电站检查机器人的功能和存在的问题。 机器人的类型机器人通常用在常规AIS变电站中,分为有轨和无轨两种。 铁路机器人需要在机器人的道路上铺设磁条,并安装RFID定位芯片以进行机器人导航和定位。 最初的工程量非常大,这会损坏磁条和RFID定位芯片。

    

  



    

    

      

      双母线冷待机的操作步骤

    


    

       双母排从运行到冷备用的操作步骤首先看一个简单的220 kV双母排,插入主接线图:正常操作模式是双母排,线路1WL和主变压器1#的固定连接。 连接到#1总线,线2WL和主变压器2#连接到#2总线,需要将220KV#1总线从运行切换到冷待机,主要步骤如下:(1)断开连接 公交车。

    

  



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