李長偉,李 強,李俊紅,關蘇敏
(1.華潤電力(宜昌)有限公司,湖北宜昌 443007;2.中國長江電力股份有限公司,湖北宜昌 443002)
某電站主接線采用1臺機組連接1臺變壓器、2臺變壓器1條進線的主接線方式連接(圖1)。變壓器采用三相五柱式連接,YNd11接線,中性點套管為分級絕緣,經電抗器接地。變壓器高壓側升高座經SF6氣體絕緣斷路器與氣體絕緣組合電氣(Gas Insulated Switchgear,GIS)直接相連,兩者之間裝有接地刀閘。接地刀閘操作機構為聯(lián)動操作機構,操作系統(tǒng)布置在A相,B/C相通過連桿聯(lián)動操作。
進行變壓器高壓側主絕緣測量時,高壓側不斷引,斷開變壓器高壓側斷路器,拉開近變壓器側接地刀閘,推上遠變壓器側接地刀閘。斷開變壓器中性點與電抗器之間的連接,通過變壓器中性點加壓進行絕緣測量。
圖1 局部主接線
1#變壓器進行檢修時,各設備狀態(tài)為:1#發(fā)變組停運,2#發(fā)變組陪停。1#斷路器斷開,1#隔離開關拉開,1#接地刀閘和2#接地刀閘投上。低壓側不斷引,高壓側通過斷開斷路器形成斷開點,高壓側中性點出線套管處斷引。
1#變壓器預防性試驗前,拉開1#接地刀閘,通過高壓側中性點引出線加壓,進行高壓側本體絕緣電阻測量,此時絕緣電阻值為零,判斷高壓側在檢修狀態(tài)時存在接地點。與運行人員聯(lián)系,現(xiàn)場確認接地刀閘狀態(tài)。在現(xiàn)地確認接地刀閘狀態(tài)為拉開時,絕緣電阻仍為零。
考慮變壓器從正常運行狀態(tài)退出并進行C級檢修,內部存在接地故障的可能性很小。初步懷疑接地故障點在變壓器外部。首先對試驗儀器進行檢查,并排除試驗儀器故障導致試驗結果不合格。其次通過與運行人員配合,改變GIS的狀態(tài),進行絕緣電阻值測量。試驗步驟及試驗結果見表1。
通過改變GIS不同的主接線狀態(tài),測量絕緣電阻值均為零,懷疑GIS中存在未斷開點。建議從變壓器高壓側由近及遠向外排查,先從接地刀閘處開始檢查。
表1 改變設備狀態(tài)進行試驗及試驗結果
接地刀閘操作機構為單相操作結構,通過連桿實現(xiàn)三相聯(lián)動(圖2),設置于操作機構上的主動輪為環(huán)氧樹脂齒輪,連接連桿的從動輪為不銹鋼齒輪。檢查接地刀閘聯(lián)動操作機構發(fā)現(xiàn),1#接地刀閘操作機構的連接桿處存在脫扣。
為保證連桿能夠自由移動范圍而不發(fā)生卡死,設計采用單端固定,雙層空心桿結構。由于內層連桿位移,導致齒輪接觸長度變短,在操作過程中,因為巨大的聯(lián)動應力,造成環(huán)氧樹脂齒輪磨損,形成連桿打滑,除操作機構直接操作的A相分斷,通過連桿操作的B/C相均未動作,對應接地刀閘沒有拉開。導致本次的變壓器絕緣電阻值為零。
對損壞的環(huán)氧樹脂齒輪進行更換并將連桿恢復到位后,調整接地刀閘至拉開狀態(tài)。再次按照表一中試驗順序1對變壓器高壓側絕緣電阻進行測量,變壓器高壓側絕緣電阻值合格。
此次由于接地刀閘的聯(lián)動操作機構脫扣導致變壓器絕緣電阻值不合格,故障發(fā)生在設備檢修狀態(tài)?,F(xiàn)地檢查接地刀閘的操作機構在分閘狀態(tài),因此運行人員現(xiàn)場檢查時,未發(fā)現(xiàn)此處缺陷。如果此次故障發(fā)生后,沒有進行變壓器絕緣電阻值檢查,則很難通過其他手段發(fā)現(xiàn)故障。設備恢復送電時,斷路器在兩相接地狀態(tài)合閘,保護裝置的動作,會造成嚴重的接地故障,甚至引起全站停電的事故。此類問題應引起運行及維護人員足夠的重視。
GIS應用越來越廣泛,運行過程中出現(xiàn)的問題也逐漸顯現(xiàn)出來。本文所述故障由于操作機構脫扣,引起接地刀閘三相未同時打開,導致與其連接的變壓器絕緣電阻值測量不合格,此類故障較特殊,對設備維護檢修具有較大參考意義。
圖2 接地刀閘操作機構聯(lián)動操作機構整體及局部
此次變壓器試驗高壓本體絕緣電阻值不合格,檢查結果為外部接地刀閘未拉開導致。在預防性試驗中出現(xiàn)試驗結果不合格時,應綜合考慮設備狀態(tài),從多方面入手,以準確判斷并查找設備故障。
聯(lián)動操作機構脫扣說明連桿的移動范圍設定不合適,經檢查該問題為設備家族性缺陷,且該類缺陷會導致設備運行存在較大安全隱患,應采取一定的改進措施防止類似事件的發(fā)生。建議調整操作連桿的長度,并采取固定措施,保證連桿在橫向微動時不會脫落。