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(shí),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。
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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(gè)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(shí),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(shí)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:
圖2 HPA型高壓SF6斷路器電路圖(部分) |
故障發(fā)生后,廠領(lǐng)導(dǎo)讓我?guī)ьI(lǐng)幾個(gè)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(shí)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(gè)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(shí)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(gè)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(shí),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(shí)從國外引進(jìn)許多新工藝、新技術(shù)、新設(shè)備,作為新時(shí)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(shí)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)。
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