户外高压柜合空故障快速排查
高压柜合空故障(合闸后瞬间又跳闸的故障)的原因有手车断路器外部故障,也有手车断路器内部故障;外部故障多为电气原因,内部故障多为机械故障,或者兼而有之,我们根据判断故障由外而内,先易后难的原则,逐一来判断查找。
首先要根据厂家提供的图纸及说明等资料全面了解高压柜构造,电气原理图,熟悉电机综保(高压电机综合保护器,以下简称综保)主要保护整定项目含义,逐一了解操作回路中各部件在电路中所起作用,工作原理,各端子的功能等,了解高压柜五防,并根据图纸确定手车断路器有无合闸闭锁或欠压脱扣功能(本文分析对象为矿业公司使用较多的天水长城,长城电器及早期的耐吉库柏手车断路器)。
外部原因:
综保跳闸原因:合空故障如果是因为综保跳闸造成的,在综保面板会显示故障跳闸相关信息,同时故障指示灯闪烁,较好判断,常见原因:
①零序跳闸:零序跳闸(绕组接地保护)常见跳闸原因是由于临时泵站环境恶劣,高压柜内导电粉尘过多,导致绝缘下降,清除粉尘后即可排除;此外,综保参数设定不准确,也会导致零序跳闸;真正的绕组接地故障并不多见。
②负序跳闸:沟下泵站距离变电所较远,三相电压不平衡度较大,会出现负序电压和电流,当数值较大时,造成负序电流跳闸;负序电流整定较为复杂,门槛值设定过高没有意义,过低则经常误跳闸,影响工作连续性。如已设定二段过流保护,并经与能源管控中心继保调试人员沟通,也可将负序保护退出软压板。
2.高压柜附件原因:
①外部欠压脱扣装置原因:早期生产的KYN28A-12高压柜手车断路器内无欠压脱扣器(如下右图为早期的耐吉库柏断路器,现在较少见到)。为防止因运行中外电源突然消失而带来的意外,在二次回路里引入了电容放电电路板(下图左),作为欠压脱扣装置;在电压互感器二次引入两只V继电器K1和K2作为电压检测信号,电路图如上图1,2,外电源正常时,K1和K2吸合,常闭触点打开,电容放电回路不通;当外电源消失时,K1和K2同时或任一继电器失电,其常闭触点闭合,已经充电的电容放电,向分闸电磁铁线圈输入脉冲电信号,分闸电磁铁得电分闸。
启动时两个V继电器任一个不吸合,电容均会向分闸电磁铁送电,使断路器合闸后瞬间又跳闸,即合空故障。此类故障多是由于两个V继电器中的一个或两个线圈回路接触不良,端子排接线松动造成,吊装,运输过程中的震动,以及沟下爆破作业时的震动都会造成松动;检查接线即可排除,继电器损坏原因极少。
②电泵保护器原因:水泵高压柜所配电泵保护器(以下简称HD)能提供高低水位报警,绕组超温报警或跳闸,低水位保护等功能,但使用中信号线受采场各种因素影响较大,经常反馈错误信号。当反馈错误信号后,内部接点闭合,左下画圈K1线圈得电,操作回路中常开触点闭合,导致合闸瞬间又误跳闸,表征与合空故障相同;跳闸后有声光报警,较易于判断。如泵站为人工操作,无自动控制要求为防止误动作,应按说明书短接相关端子,避免误跳闸。电路图及实物图及背板接线如下图。
二.手车断路器内部原因:
手车断路器内部原因造成合空故障时,多为机械原因。此时高压柜面板综保无跳闸显示及报警:
1.合闸扇形板保持弹簧断裂或失去弹性(天水长城手车断路器):
合闸操作后,释放的储能弹簧通过机械联锁机构带动下面的扇形板转动一个角度,同时图中画圈的弹簧使上面的分闸半轴也对着扇形板方向转动一个角度,刚好使扇形板搭接在半轴上,形成机械保持;如果弹簧断裂或失效,半轴不能转动或转动角度极小,则扇形板刚好转动到半轴凹槽处,无法搭接,不能机械保持,也就是合空故障。处理办法是在废旧断路器上拆卸弹簧,予以更换。
分闸半轴与扇形板搭接量少(天水长城手车断路器):
①搭接调整螺丝如下图画圈处。断路器合闸后,扇形板(合闸保持擎子)搭接在分闸半轴上,保持合闸状态,如果扇形板与扇形板搭接量太少,则合闸后不能保持。
②通常扇形板与扇形板搭接量是2mm,如果搭接量少,可重新调节;松开调整扇形板旋转行程的定位螺杆的螺帽,然后逆时针旋转定位螺杆2-3圈,使二者搭接量保持在2mm左右,调整后,拧紧定位螺帽。然后反复几次做合闸试验,确定搭接量是否满足合闸保持要求。
3.欠压脱扣器挡板弹簧断裂,失去弹性或欠压脱扣器线圈短路(天水长城手车断路器):欠压脱扣器线圈短路会导致操作电源断路器跳闸,需认真确认。
①手车断路器内部安装了欠压脱扣器,如下图左所示。当高压柜电压正常,也就是操作回路电源正常情况下,脱扣器得电,中间圆柱形的档杆受电磁吸力缩回,前面挡板在复位弹簧作用下复位(挡板在下右图上面画圈处,复位弹簧如右图中下面画圈处所示),挡板复位后带动后面的联锁机构,使分闸半轴能转动到合闸保持位置,刚好形成机械保持;如果操作回路无电,脱扣器中间档杆伸出,顶着挡板反方向转动,同样带动机械联锁,使分闸半轴不能转动到合闸保持的合适位置,合闸时,扇形板刚好合在半轴凹槽处,不能机械保持,形成欠压保护,但当电源正常而复位弹簧断裂或失去弹性时,档杆虽缩回,挡板却无法复位,分闸半轴无法转动到合闸保持位置,形成合空故障;处理办法同样是拆卸旧件,更换复位弹簧。
脱扣器线圈短路后合闸瞬间跳闸,同时操作电源断路器空开跳闸,拆除或更换。
②.操作电源电压较低时,也会出现类似故障;由于高压柜操作电源来自电压互感器二次(电压互感器二次为双线圈回路/V/V,V电压信号送电压表和综保,V信号做操作电源),当电压互感器或熔断管断裂或脱落时,造成高压电源缺相,此时操作电源较低,检查办法是观看高压柜电压表,转动电压表转换开关查看各线电压,此时只有一个线电压正常,其他两线电压均低于额定电压,即为此故障,重新安装或更换熔断管即可;此类故障多由于高压柜运输,吊装作业震动造成。高压柜电压互感器和面板电压转换开关如下图。
4、分闸半轴卡滞(天水长城,长城电器):
分闸半轴由于缺少润滑,转动卡滞,也会导致半轴不能转动到合闸保持位置,使扇形板搭接量过少,也会造成合空故障,处理办法是加注润滑油,使半轴转动灵活。
说明:①.本文只针对户外临时泵站所使用的KYN28A-12高压柜手车断路器常见合空故障,
②.手车断路器内部精密,机械和电气联锁较多,初期不应擅自处理内部故障,应请厂家指导处理故障,在此过程中,虚心求教,结合现场情况,总结出自己的经验;
③维修过程中确保安全,严格执行相关规定。