发电机ZN40A-A0Z真空断路器主回路电阻超标故障分析及处理

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发电机ＺＮ４０Ａ—Ａ０Ｚ真空断路器主回路

电阻超标故障分析及处理

赵建军郑贞芬

（浙江省江山市碗窑水库管理局碗窑二级（须江）电站，浙江衙州３２４１００）

摘要：主回路电阻是评估断路器开关设备性能水平的重要技术指标之一，需在选材、出厂、交接、安装、调试以及运行等环节中，严格按照ＧＢ３９０６－－１９９１、ＤＬ／Ｔ５９６－－２００５、ＧＢ５０１５０－－２００６等标准要求进行试验。现分析了农村小水电站６．３ｋＶ侧发电机出Ｉ＝１发电电压柜中ＺＮ４０Ａ－ＡＯＺ真空断路器主回路电阻超标故障，经详细测量、现场查看推理及返厂维修后，故障得以成功排除。

关键词：水电站；发电机；断路器；主回路；电阻

Ｏ引言

对于容量较小的农村小型水电站，发电机通常采用６．３

ｋＶ

断路器以完成同期并网、短路保护等功能。根据ＧＢｌ９８４－－２００３｛高压交流断路器》中的相关规定：小容量的发电站（装机容量在３０ＭＶＡ以下），从技术、经济等角度进行综合分析，选用配电型真空断路器完全可以完成发电机出１３保护功能。结合水电站的实际情况，该发电机组出Ｅｌ侧选用ＺＮ４０Ａ－ＡＯＺ、

１２５０Ａ、２５

电压等级，经６．３／１０．５ｋＶ或６．３／３５ｋＶ的升压变压器将电能输送到农网中，向更高电压等级电网系统或终端负荷供电。主回路电阻是评估开关柜中６．３ｋＶ断路器运行工况性能的重要特性参数，根据ＧＢ３９０６－－１９９１《３～３５ｋＶ交流金属封闭开关设备》、ＤＬ／Ｔ５９６－－２００５（（电力设备预防性试验规程》等相关规范要求，需要在出厂、交接、初次投运、运营等过程进行预防性试验，评估断路器开关是否具有良好的运行工况性能，以确保水电站６．３ｋＶ发电系统运行具有较高的安全可靠性和节能经济性。

１

ｋＡ的户内高压交流真空断路器，满足发电机在正

常或事故工况下的各种操作和保护要求。ＺＮ４０Ａ－ＡＯＺ装设在ＫＹＮ２９—１２型室内高压开关柜中，柜内搭配ＬＺＺＢＪ９—１２Ｑ、４００／５Ａ型互感器等发电电压设备。１．３运行现状

在发电机、开关柜、变压器等设备安装调试完毕后，水电站于２０００年５月１５日并网投运，真空断路器各种监测指标显示正常，运行良好。发电机满负荷运行电流为２８６Ａ，断路器额定电流为１

２５０

ＺＮ４０辟ＡｏＺ真空断路器运行现状分析

１．１工程概况

某农村小水电站装机容量为５０００ｋＷ，采用２台型号为ＳＦ－Ｊ２５００—１８／２６００、２５００ｋＷ、６．３ｋＶ、２８６Ａ、ｃｏｓ∞＝０．８的立式水轮发电机组，主接线为单母线扩大单元接线方式，经１台

Ｓ９—６３００／３５、６．３／３５ｋＶ的升压变压器与当地３５ｋＶ农网连接。

Ａ，断路器选型合理。投运后进行开关设备预防

性试验时，发现断路器主回路电阻不断增加，存在异常；而且在最近一次预防性试验中，检测到发电机处于满负荷运行工况时，１｝ｆ发电机柜和２撑发电机出口断路器主回路电阻指标均超过相关规范和厂家要求的１００肚Ｑ。采用红外热成像仪进行测试，发现１撑开关柜表面温度达到６５℃，运行维护人员无法直接接触到柜体表面，估计断路器内部触头部位温度已超过细化、规范化管理的质量，并不断提高电网的自动化水平及坚强程度。嚣

［参考文献］

［１］覃家露．浅谈备自投原理及保护在电力系统中的运用［Ｊ］．电气

工程应用，２０１０（４）

１．２断路器类型选择

为了确保发电机安全稳定运行，需要在发电机出口侧装设装置发生动作之后的电网线路、变压器运行状态进行检测，当检测到过载情况时，发出相应的告警信息，并调整系统的备自投控制策略。此外，广域备自投保护系统能够对备用电源侧的安全情况进行考虑，避免过载现象引发的系统故障的蔓延。

（３）广域备自投保护系统能够借助能量管理系统对系统的安全稳定及其他保护信号进行获取，进而判断系统是否出现了线路故障，或者安全稳定保护装置是否正常动作，由此实现电网备自投保护装置和系统安全稳定保护装置的高效合理配合，为广域备自投设备使用率以及系统供电可靠性的提高提供可能。同时，广域备自投保护系统能够将系统的日常维护工作汇集到相应的调度自动化系统主站来完成，对电力系统网络的各种运行方式具有很强的适应能力，这就降低了系统日常维护的工作强度及建设成本∞ｊ。４结语

随着我国电网备自投保护设备在实际应用中的不断发展和电力系统的日益完善，其复杂性、规模都在不断增长，因此，电力单位应当从电网设计、现场施工过程、工程验收、投入运行等各个环节进行考虑，结合电力系统运行的实际条件，提高精

［２３杜鹏，韩宝民．备用电源自投装置的应用及缺陷解决方案Ｉ－Ｊ］．

价值工程，２０１２（２４）

Ｅ３］杨浚文，吴文传，孙宏斌．一种基于ＥＭＳ的广域备自投控制系

统ＥＪ］．电力系统自动化，２０１０（１１）

收稿日期：２０１４—０４—１４

作者简介：傅震辉（１９７６一），男，广东河源人，工程师，主要从

事电力调度工作。

机电信息２０１４年第１５期总第４０５期

３３

万方数据

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ｙｕＹａｎｊｉｕ

ＧＢ７６３－－９０（（交流高压电器在长期工作时的发热》中的最大允许运行温度值（９０℃），且在发电机带负荷发电过程中，柜内还存在异常的振动噪音。在出厂和交接环节中，发电机断路器开关柜性能良好，初步认为该断路器主回路电阻超标异常属于隐蔽性故障，且在后期发电运行过程中不断恶化。为确保发电任务顺利完成，急需在枯水期找出断路器异常原因。

２

ＺＮ４０～ＡｏＺ真空断路器主回路电阻超标原因分析

２．１预防性检测数据

电站检修维护人员选择处于枯水期的１月１５Ｅｔ对此２台发电机断路器柜进行全面检修维护。在进行发电机停运预防性试验时，发现１撑发电机断路器柜和２撑发电机断路器柜的主回路电阻存在严重超标问题，且１撑柜面温度较高，具体实测数据如表ｔ所示。

表１

６．３ｋｖ发电机断路器主回路电阻及柜面温度检测值

由表１可知，ｌ撑发电机断路器柜三相电阻超标较为严重，分别为４

２５６

Ｆ‘２（Ａ相）、３６８７Ｍ２（Ｂ相）、３１６８肛Ｑ（Ｃ相），超

标最为严重的Ａ相超标值达到４２倍（以厂家的１００Ｖ－Ｄ，为标

准）以上。结合柜面温度数据，推测１群发电机断路器柜柜内触头温升超过ＧＢ７６３－－９０允许的最大温度（９０℃）要求。６．３

ｋＶ

发电机出口断路器开关柜中的ＺＮ４０Ａ－ＡＯＺ断路器主回路电阻严重超标，直接危害到断路器乃至发电机组的安全稳定运行，影响到水电站整个发电及升压变电系统的安全可靠、节能经济运行。

２．２原因分析

为了找出ＺＮ４０Ａ－ＡＯＺ真空断路器主回路电阻超标的原因，１月１５日下午在一切检修程序满足要求后，决定进行停电检查以了解开关柜内部的异常情况。抽出１撑断路器检查发现，铜排外侧的热缩绝缘套部分已经脱落，同时铜排上有明显过热灼烧痕迹。若以发电机满负荷运行工况电流２８６Ａ、导电回路电阻０．００４

２

Ｑ进行计算，则发热功率为：

Ｐ—ｒＲ＞２８６２×０。００４２＝３４４Ｗ

相当于一个小型电热炉长期烘烤设备。在进一步深入检查后，断路器动触头与触指弹簧间存在大量干涸的导电膏。初步判断干涸的绝缘导电膏引起１撑断路器开关触头不断发热，并伴随开关触头表面接触不良引起开关柜接触电阻增加，导致开关柜主回路电阻增加和温升效应加剧。检查２拌发电机出口断路器发现同样存在１ｊＩｉ｝断路器的问题。

在检查ｌ｛≠和２｛≠断路器柜不存在其他问题后，结合动触头表面已存在灼伤且残留大量导电膏等现象，通知厂家到场进行后期维护处理。

３

ＺＮ４０＆硒Ｚ真空断路器主回路电阻超标的处理

ＫＹＮ２９—１２开关柜和ＺＮ４０Ａ－ＡＯＺ断路器厂家代表到达现

场后，由于现场没有进一步深入解体或进行深度检测的工具，决定将ＺＮ４０Ａ－ＡＯＺ真空断路器从柜体中解除，返厂进行深入

万方数据

检测。经厂家传真反馈确定是开关内部机构存在问题，在操作过程中导致导电膏溢出。确定故障原因后，决定采用同型号新批次断路器进行全面更换处理。待更换设备各项出厂试验指标满足要求后，重新托运到水电站现场。现场安装调试并通过各项交接试验后，将１群和２样发电机ＺＮ４０Ａ－ＡＯＺ断路器重新复位并网运行，在发电机带满负荷运行一段时间后重新对断路器主回路电阻进行停电检测，结果如表２所示。

表２故障处理后断路器主回路电阻测量值

由表２可知，６．３ｋＶ侧发电机断路器柜中的ＺＮ４０Ａ－ＡＯＺ真空断路器在经圉型号设备更换处理后，其主回路电阻测量值均有效降低到６０弘Ｑ左右，满足相关规范和厂家指导指标，断路器主回路电阻超标故障得到有效解决。

４结语

ＫＹＮ２９—１２开关柜在使用过程中，其动触头、静触头、操作结构等，各接点位置均存在接触不良的可能性。因此，在设备

选材、出厂、交接、安装、调试以及运行等环节中，均需要利用主回路电阻值来合理判断断路器开关设备的工况性能。只有结合主回路电阻测量值和红外温度等数据，科学地分析和处理，才能确保断路器等开关设备具有良好的性能水平，确保整个水电站安全可靠、节能经济、高效稳定地运行。嚣

［参考文献］

［】］杨宇峰，赵芝清，徐辉煌．回路电阻测量对控制开关柜回路缺

陷作用的分析［Ｊ３．电工电气，２０１３（５）

［２］韩建伟．隔离开关回路电阻超标原因分析［Ｊ］．农村电工，２００９

（８）

收稿日期：２０１４—０４—０９

作者简介：赵建军（１９７６一），男，浙江江山人，工程师，主要从

事水电站机电运行管理工作。

发电机ZN40A-A0Z真空断路器主回路电阻超标故障分析及处理

作者：

作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：

赵建军， 郑贞芬

浙江省江山市碗窑水库管理局碗窑二级(须江)电站,浙江衢州,324100机电信息

Mechanical and Electrical Information2014(15)

参考文献(2条)

1.杨宇峰;赵芝清;徐辉煌 回路电阻测量对控制开关柜回路缺陷作用的分析 2013(05)2.韩建伟 隔离开关回路电阻超标原因分析 2009(08)

引用本文格式：赵建军.郑贞芬 发电机ZN40A-A0Z真空断路器主回路电阻超标故障分析及处理[期刊论文]-机电信息 2014(15)

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