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户外真空断路器的工作原理及故障分析

来源:19468888韦德手机版 时间:2019-04-02 09:44???

户外真空断路器可能是大家比较陌生的机器,它是用电行业比较广泛的一种设备,具备了故障检测功能,自动隔离短路故障,那么大家了解户外真空断路器的工作原理吗?出现故障时候大家应该怎么接纳措施呢?快随着小编一起来看下吧。以下关于“户外真空断路器的工作原理及故障分析”的先容。

 

 

【户外真空断路器的故障分析及处理惩罚方法】

 

1 变频器概述

 

(1)变频器额定输入电压:6KV±10%;额定容量:1750KVA,由变压器、功率单位、控制回路三部分组成;功率模块由熔断器、整流桥、电解电容等组成。

 

(2)变频器驱动的电机为发电厂锅炉一次风机乙电机,电机额定功率:1400KW;定子额定电压:6000V;定子额定电流:155.8A。

 

(3)变频器轻、重故障定义:变频器轻故障是指不影响变频器运行的故障,如单位旁路、变压器轻度过热、单位柜风机故障、电机轻度过载、UPS输入掉电、工控机故障等问题。变频器重故障是指出现后变频器马上停机并切断输入侧高压的故障,如旁路单位数目凌驾设定值、变压器严重过热、闭环运行时给定和反馈掉线、变频器过流等问题。

 

 

2 故障现象

 

2.1 故障前期的操纵 机组小修时对锅炉一次风机乙电机进行了检修,电机重装后校方向,电气运行人员根据值长命令在变频器工频情况下测摇锅炉一次风机乙电机绝缘,确定绝缘良好后将一次风机乙变频器由工频改为变频状态,一次风机乙电源开关改为热备用状态,锅炉运行人员DCS远控合闸启动一次风机乙。

 

2.2 故障现象 锅炉运行人员DCS远控合一次风机乙电源开关,三秒钟左右电气控制盘机组“6kV B段低电压动作”保护报警,锅炉控制盘显示变频器“重”故障,一次风机乙电源开关跳闸。现场检查母线室有焦臭味和烟,一次风机乙电源开关综保显示“速断”保护动作,显示故障电流130A(电流折算至一次侧为7800A)。

 

对变频器现场检查发现,功率柜功率模块A1、B1、C1、A2、B2、C2的IGBT炸裂,电容喷发,单位板,驱动板,二极管,可控硅等烧黑损坏,模块外壳炸裂,烧化。其余模块皆有不同水平损坏。控制柜的人机界面、时间发生混乱,时间回到出厂时间。旁路柜工频侧真空接触器KM3真空包炸毁。

 

3 故障分析

 

(1)变频器记录显示:锅炉一次风机乙变频启动,输入电流27.56A,无输出,A1、B1、C1、A2、B2、C2功率模块发“光纤故障”。

 

(2)现场检测确认模块A3、A4、A5无异常,其余12块功率模块不同水平损坏,其中A1、B1、C1、A2、B2、C2功率模块损毁严重。

 

(3)测摇变频器出线电缆绝缘良好,测摇电动机绝缘良好,丈量电动机带出线电缆的直阻确认直阻无异常,判断电动机及出线电缆无异常。

 

(4)现场检查一次风机乙电源开关综保显示“速断”保护动作,显示故障电流130A(电流折算至一次侧为7800A),可以判断变频器发生了短路故障。变频器停运前一直运行正常,变频器停运后并未进行检修工作。

 

现场打开功率单位柜,未发现可能导致短路的任何异物,KM3真空接触器真空包炸毁,由此推测变频器的短路点应该在KM3真空接触器处。推断可能的故障原因是变频器的工频回路与变频回路同时接通,导致短路故障烧毁KM3和变频器功率模块。

 

(5)一个月前此台变频器驱动的锅炉一次风机乙电机的接线盒与电动机本体之间密封不好,导致运行中雨水进入接线盒发生了短路接地故障,接线盒内三相引接线紧固螺栓烧毁,出线套管及三相电缆出线绝缘皮老化。短路故障后对电动机进行了检修维护,但未对变频器进行检查,真空接触器没有进行过相关试验。

 

(6)一次风机乙启动时变频器在变频状态,电气运行在变频器工频状态确认电动机绝缘良好后将一次风机乙变频器由工频改为变频状态时操纵顺序为:先分开真空接触器KM3,然后分别合上真空接触器KM1、KM2、隔离闸刀QS1、QS2(接线原理见图1),变频器拖动电机投入运行是由锅炉运行通过DCS远程操纵合上变频器电源开关实现的。 

 

电气运行操纵时是凭借声音和指示灯指示情况,在判断真空接触器KM3已经分开时再合上真空接触器KM1、KM2、隔离闸刀QS1、QS2的,电气运行对此种操纵较为熟练,操纵简单不复杂,而且真空接触器KM2与KM3间存在电气闭锁,在KM2接通时KM3不能合闸,同理KM3接通时KM2也不能合闸,理论上分析在没分开真空接触器KM3情况下也就是工频回路没切断情况下变频回路不能投入,电气误操纵的可能性很小。

 

(7)综上所述,变频器短路故障的可能原因是一个月前的电机短路故障使真空接触器KM3有损伤,运行操纵分开KM3时接触器时接触器实际并没有完全断开,此时检测其分闸信号的辅助触点已经动作到位,系统认为已分闸,指示灯指示分闸,这样投入变频器的变频回路,锅炉启动一次风机乙合电源开关时,变频器的工频、变频回路同时通电投用,导致短路故障烧毁KM3和变频器功率模块。

 

4 事故处理惩罚

 

(1)经检测损毁的功率模块维修价值不大,因此对损毁的功率模块进行了整体更换;对功率单位柜进行了清理、擦拭,更换通信光缆,并重新进行调试、试验。

 

(2)一次风机变频器变频启动过程中发生的真空接触器KM3真空包爆炸及功率模块损坏事故暴露出变频器工频旁路的设计缺陷:工频旁路只用真空接触器来切断回路,不可靠,存在较全隐患,容生短路故障。

 

针对设计缺陷,结合现场实际情况,事故后电厂对变频器旁路柜进行了改造:将工频旁路真空接触器及变频回路真空接触器全部取消,工频旁路增设闸刀,加装机械闭锁,工频、变频回路均由闸刀控制;如原理图(图2)所示:旁路柜改造后由三个高压隔离闸刀QS1、QS2、QS3组成,QS2和QS3不能同时合闸,在机械上实现互锁。

 

变频器变频运行时QS1和QS2闭合,QS3断开;工频运行时QS3闭合,QS1和QS2断开。隔离开关分别选用GN19系列单投和双投户内高压隔离开关,相间距为210mm;单投隔离开关的进线端的三个绝缘端子为高压带电显示装置的三个传感器。此种设计从根本上消除了安全隐患。

 

(3)对一次风机乙电源开关进行了检查、试验,合格后变频器投入运行。

 

5 事故得到的警示 

 

(1)室外露天摆设的高压电动机检修时应注意对接线盒密封情况的检查,避免发生接线盒密封不严进水短路故障。

 

(2)系统发生短路故障后,应对短路故障可能产生影响的所有设备、元件进行彻底检验,避免存在安全隐患引发后续事故。 

 

【户外真空断路器的基本原理及使用环境条件】

 

ZW32-12GF系列户外高压分界真空断路器(以下简称断路器,俗称“看门狗”)适用于12KV及以下,交流50HZ的城网和农网配电系统。具备了故障检测功能、保护控制功能和通讯功能,都安装于10KV 架空线路责任分界点,可实现自动切除、单相接地和自动隔离短路故障,是配电线路改造和配网自动化建设的理想产物。

 

 

断路器可以手动操纵、电动操纵、遥控器操纵及远程主机操纵。断路器由本体、操纵机构、控制器三部分组成(隔离开关由用户选择加装)。断路器根据需要可配置CT(电流互感器)、ZCT(零序互感器)、PT(电压互感器),作为控制器的检查器。

 

断路器配置了不同功能的控制器;构成智能开关,并可构筑多种形式的配网自动化系统,且能够逐步升级。

 

使用环境条件

 

环境温度:-45℃-+40℃;

 

海拔高度:不凌驾1000m;

 

风速不大于35m/s;

 

相对温度:日平均不大于95%,月平均不大于90%;

 

地震烈度:不凌驾8度;

 

无火灾、爆炸、严重污秽、化学腐蚀及剧烈振动的场合。

 

以上关于“户外真空断路器的故障分析及处理惩罚方法”和“户外真空断路器的基本原理及使用环境条件”的先容,希翼能让您了解“户外真空断路器的工作原理及故障分析”带来帮助。

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