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摘要:本文对 8PV型 0.4KV开关一次动静触头接触不良引起触头发热及烧损以及二次动静触头接触不良造成的启动失败、联锁故障以及五防闭锁不全等的原因进行分析,并针对 8PV型 0.4KV开关一、二次动静触头的结构进行针对性改进,为现场解决 8PV型 0.4KV开关一次动静触头发热、二次动静触头接触不良问题提供了一个可行的改进方案,可以有效地解决 8PV柜型开关动静触头发热问题以及五防闭锁不全的问题,保障重要辅机的运行可靠性,保障运行操作人员的人身安全。
关键词:8PV;五防;触头;发热;接触不良
一、前言
某厂 2x320MW发电机组共设有 0.4KV母线段 27段,其中 9段 0.4KV母线段和 2段专用盘经设备改造后选用 8PV型抽屉式开关仓。经过近十年的运行使用,8PV型 0.4KV开关抽屉触头多次发生动静触头烧损事件,负载侧触头烧损 70多次,母线侧触头烧损两次,二次插头由于接触不良故障,多次发生启动失败、联锁失败故障。由于电气五防闭锁不全,在操作中已发生多次带负荷停送电操作,已严重影响电气设备安全稳定运行,危胁运行人员的操作时的人身安全。
二、8PV型 0.4KV开关动静触头结构
8PV开关仓的动静触头接触方式与常规的开关柜触头接触方式相反,动触头为压缩式点接触触头,双片触头通过一片弹簧卡控制接触压力,与常见的扩张式点接触触头接触方式相反。
8PV负载开关仓静触头是由厚度为 3毫米铜板折成(实际测量厚度为2.7-3毫米),与母线侧 8毫米铜排型材相比,差距较大。
8PV开关仓通过送电操作把手将动触头组摇出,插入母线侧及负载侧静触头内,通过弹簧拉升后形成接触压力,保持动静触头接触良好。
三、8PV型 0.4KV开关一、二次负载侧动静触头接触不良原因分析
(一)负载侧一次动静触头配合不良造成接触电阻偏大。产生的具体原因有以下两个:
1、动触头制作尺寸有偏差,造成动触头张开尺寸偏小。
经实际测量,动触头未压缩时接触面昀大开距为 21毫米,全压缩后接触面昀大开距为 17.5毫米。负载侧静触头接触面开距实际测量为20.5-21毫米(负载侧静触头卡槽开距为 27.4毫米,U形静触头铜排厚度为 3毫米,理论安装后 U形静触头开距为 21.4毫米,实际由于加工等因素,实际测量开距为 20.5 -21毫米),母线侧静触头接触面开距实际测量为 19.7-20毫米。这就造成了动静触头接触后,实际接触只有 0-0.5毫米的压缩行程(理论上动静触头居中接触)。这就造成大容量负载启动时容易发生触头烧损事件。母线侧动静触头弹簧撑开约 2毫米,接触良好,接触压力适中。负载侧动静触头接触情况弹簧基本上未压缩或压缩量偏小,易发生接触不良,造成动静触头烧损。
2、送电时,开关仓发生前后偏移,造成动静触头单边接触,启动时单边动静触头烧损。虽然开关仓有位置闭锁,但前后仍有 1-2毫米活动空间,由于动触头尺寸偏小,接触时压力不够,容易造成动触头在静触内发生前后偏移,造成触头单边接触。容易小的负载,单边接触并不会造成触头烧损,但大电流、频繁启停的设备容易造成触头烧损。实际中也多次发现烧损的动静触头为单边烧损。
(二)负载侧一次动静触头送电时动触头未送到位,造成动静触头接触不良,触头发热、烧损。由于触头未到位而发生接触不良故障的具体原因有四个:
1、开关动触头插入行程过短是设计缺陷。触头插入深度为 3-5毫米(动静触头接触点至静触头边缘距离),开关本体机构动触头插入行程目前不具备调整条件。如果开关停送电后,动触头未能插入静触头中,必将发生触头烧损事件。我厂已发生多起送电后,负载启动时动静触头烧损(包括母线线动静触头烧损两次)。
2、8PV型抽屉式开关仓送电操作把手易发生磨损,操作把手发生磨损后,操作把手已旋转到位,但开关触头未到到位现象,从而在启动时容易造成触头故障。
3、开关仓左右边虽然有限位装置(开关仓在间隔内可以左右移动 2毫米左右),但装置本身具有一定弹性,当左右动触头在送电时如果发生左右阻力不一的时候,容易出现左右动触头插入深度不一的问题。一旦偏移量过大,就会发生动触头插入深度不够,从而在运行中发生触头烧损故障。
4、8PV型抽屉式开关仓与配套的出线板结合设计不合理,出线板本身固定不够牢固,在送电时,易发生位移,从而造成单边触头接触或者插入深度不足。
(三)、8PV型开关二次触头接触不良原因分析:
1、机械结构老化导致即使开关送不到位。8PV开关送电、停电方式为使用钥匙形操作把手进行停、送电。操作把手易发生磨损,操作把手发生磨损后存在即使操作把手已旋转到位,但二次插针未到到位现象,故往往 8PV开关缺陷发生在开关停送电后。
2、8PV型抽屉式开关仓与配套的二次出线板结合设计不合理。出线板本身固定不够牢固,在送电时,易发生位移,从而造成二次插针触头位移或者插入深度不足。
3、8PV型抽屉式开关仓操作机构设计不合理,一次主触头与二次触头采用共杆连接共用行程,二次触头插入深度不足,造成接触不良。
四、8PV型 0.4KV开关一、二动静触头改造方案
(一)负载侧静触头进行改造,对原静触头铜排进行局部调整,增加动触头插入深度 7毫米,原静触头铜排厚度由原来的 3毫米提高到 3.2毫米,静触头间距由原来的 20.5-21毫米减少至 19.8毫米,与母线侧触头接触压力保持一致。改造前后静触头对比情况及静触头图纸见图 1:
(二)负载侧静触头改造后,动触头插入深度加深 7毫米,负载侧动触头必须配合静触头结构做相应调整,防止动触头进仓卡阻。
(三)负载侧二次动静触头改造。拆除原二次动静触头,重新设计,利用原出线间隔板位置,重新设计、订制二次出线功能板。选择适合 8PV开关仓的航空插头与插座,对电气五防控制逻辑优化,将控制回路开关移到电缆仓,便于运行人员进行控制回路停送电操作,解决电气五防防护不全隐患,保障运行人员的操作安全。出線功能板外侧安装二次操作电源开关、信号电源开关及呼叫回路开关。
五、结论
经过对 8PV型 0.4KV开关一、二次动静触头的一系列改造试点,该厂8PV型 0.4KV开关的一、二次动静触头接触不良引发的触头烧损,启动故障、联锁失败等故障得到有效控制,试验的一、二动静触头自试点改造后未发生动静触头接触不良故障。解决了 8PV开关动静触头发热问题以及五防闭锁不全的问题,保障重要辅机的运行可靠性,保障运行人员在停送电时的安全操作。
参考文献
[1]中国航空规划设计研究总院有限公司.工业与民用供配电设计手册[M]. 北京:中国电力出版社,2016.
[2]钢铁企业电力设计手册编委会.钢铁企业设计手册[M].冶金工业出版社,1996. [3]8PV开关柜说明书.
作者简介:黄超(1974-),男,江苏沭阳,硕士研究生,高级工程师,长期从事火电厂电气设备检修管理工作。
关键词:8PV;五防;触头;发热;接触不良
一、前言
某厂 2x320MW发电机组共设有 0.4KV母线段 27段,其中 9段 0.4KV母线段和 2段专用盘经设备改造后选用 8PV型抽屉式开关仓。经过近十年的运行使用,8PV型 0.4KV开关抽屉触头多次发生动静触头烧损事件,负载侧触头烧损 70多次,母线侧触头烧损两次,二次插头由于接触不良故障,多次发生启动失败、联锁失败故障。由于电气五防闭锁不全,在操作中已发生多次带负荷停送电操作,已严重影响电气设备安全稳定运行,危胁运行人员的操作时的人身安全。
二、8PV型 0.4KV开关动静触头结构
8PV开关仓的动静触头接触方式与常规的开关柜触头接触方式相反,动触头为压缩式点接触触头,双片触头通过一片弹簧卡控制接触压力,与常见的扩张式点接触触头接触方式相反。
8PV负载开关仓静触头是由厚度为 3毫米铜板折成(实际测量厚度为2.7-3毫米),与母线侧 8毫米铜排型材相比,差距较大。
8PV开关仓通过送电操作把手将动触头组摇出,插入母线侧及负载侧静触头内,通过弹簧拉升后形成接触压力,保持动静触头接触良好。
三、8PV型 0.4KV开关一、二次负载侧动静触头接触不良原因分析
(一)负载侧一次动静触头配合不良造成接触电阻偏大。产生的具体原因有以下两个:
1、动触头制作尺寸有偏差,造成动触头张开尺寸偏小。
经实际测量,动触头未压缩时接触面昀大开距为 21毫米,全压缩后接触面昀大开距为 17.5毫米。负载侧静触头接触面开距实际测量为20.5-21毫米(负载侧静触头卡槽开距为 27.4毫米,U形静触头铜排厚度为 3毫米,理论安装后 U形静触头开距为 21.4毫米,实际由于加工等因素,实际测量开距为 20.5 -21毫米),母线侧静触头接触面开距实际测量为 19.7-20毫米。这就造成了动静触头接触后,实际接触只有 0-0.5毫米的压缩行程(理论上动静触头居中接触)。这就造成大容量负载启动时容易发生触头烧损事件。母线侧动静触头弹簧撑开约 2毫米,接触良好,接触压力适中。负载侧动静触头接触情况弹簧基本上未压缩或压缩量偏小,易发生接触不良,造成动静触头烧损。
2、送电时,开关仓发生前后偏移,造成动静触头单边接触,启动时单边动静触头烧损。虽然开关仓有位置闭锁,但前后仍有 1-2毫米活动空间,由于动触头尺寸偏小,接触时压力不够,容易造成动触头在静触内发生前后偏移,造成触头单边接触。容易小的负载,单边接触并不会造成触头烧损,但大电流、频繁启停的设备容易造成触头烧损。实际中也多次发现烧损的动静触头为单边烧损。
(二)负载侧一次动静触头送电时动触头未送到位,造成动静触头接触不良,触头发热、烧损。由于触头未到位而发生接触不良故障的具体原因有四个:
1、开关动触头插入行程过短是设计缺陷。触头插入深度为 3-5毫米(动静触头接触点至静触头边缘距离),开关本体机构动触头插入行程目前不具备调整条件。如果开关停送电后,动触头未能插入静触头中,必将发生触头烧损事件。我厂已发生多起送电后,负载启动时动静触头烧损(包括母线线动静触头烧损两次)。
2、8PV型抽屉式开关仓送电操作把手易发生磨损,操作把手发生磨损后,操作把手已旋转到位,但开关触头未到到位现象,从而在启动时容易造成触头故障。
3、开关仓左右边虽然有限位装置(开关仓在间隔内可以左右移动 2毫米左右),但装置本身具有一定弹性,当左右动触头在送电时如果发生左右阻力不一的时候,容易出现左右动触头插入深度不一的问题。一旦偏移量过大,就会发生动触头插入深度不够,从而在运行中发生触头烧损故障。
4、8PV型抽屉式开关仓与配套的出线板结合设计不合理,出线板本身固定不够牢固,在送电时,易发生位移,从而造成单边触头接触或者插入深度不足。
(三)、8PV型开关二次触头接触不良原因分析:
1、机械结构老化导致即使开关送不到位。8PV开关送电、停电方式为使用钥匙形操作把手进行停、送电。操作把手易发生磨损,操作把手发生磨损后存在即使操作把手已旋转到位,但二次插针未到到位现象,故往往 8PV开关缺陷发生在开关停送电后。
2、8PV型抽屉式开关仓与配套的二次出线板结合设计不合理。出线板本身固定不够牢固,在送电时,易发生位移,从而造成二次插针触头位移或者插入深度不足。
3、8PV型抽屉式开关仓操作机构设计不合理,一次主触头与二次触头采用共杆连接共用行程,二次触头插入深度不足,造成接触不良。
四、8PV型 0.4KV开关一、二动静触头改造方案
(一)负载侧静触头进行改造,对原静触头铜排进行局部调整,增加动触头插入深度 7毫米,原静触头铜排厚度由原来的 3毫米提高到 3.2毫米,静触头间距由原来的 20.5-21毫米减少至 19.8毫米,与母线侧触头接触压力保持一致。改造前后静触头对比情况及静触头图纸见图 1:
(二)负载侧静触头改造后,动触头插入深度加深 7毫米,负载侧动触头必须配合静触头结构做相应调整,防止动触头进仓卡阻。
(三)负载侧二次动静触头改造。拆除原二次动静触头,重新设计,利用原出线间隔板位置,重新设计、订制二次出线功能板。选择适合 8PV开关仓的航空插头与插座,对电气五防控制逻辑优化,将控制回路开关移到电缆仓,便于运行人员进行控制回路停送电操作,解决电气五防防护不全隐患,保障运行人员的操作安全。出線功能板外侧安装二次操作电源开关、信号电源开关及呼叫回路开关。
五、结论
经过对 8PV型 0.4KV开关一、二次动静触头的一系列改造试点,该厂8PV型 0.4KV开关的一、二次动静触头接触不良引发的触头烧损,启动故障、联锁失败等故障得到有效控制,试验的一、二动静触头自试点改造后未发生动静触头接触不良故障。解决了 8PV开关动静触头发热问题以及五防闭锁不全的问题,保障重要辅机的运行可靠性,保障运行人员在停送电时的安全操作。
参考文献
[1]中国航空规划设计研究总院有限公司.工业与民用供配电设计手册[M]. 北京:中国电力出版社,2016.
[2]钢铁企业电力设计手册编委会.钢铁企业设计手册[M].冶金工业出版社,1996. [3]8PV开关柜说明书.
作者简介:黄超(1974-),男,江苏沭阳,硕士研究生,高级工程师,长期从事火电厂电气设备检修管理工作。