发电机合闸操作开关特殊故障处理

小水电2012年第6期(总第168期) 运行与维护 发电机合闸操作开关特殊故障处理 周尚伟(金兰水库管理处浙江金华321061) 【摘要】金兰水库二级电站多次发生发电机组并网合闸时操作开关接点烧坏的故障，其原因是合闸时开关未能合上， 操作开关复位时接点间产生电弧，从而烧坏操作开关。经过分析可知处理故障最根本、最有效的方法是灭弧，并对此提出 了几种具体的办法。图3幅。 【关键词】发电机操作开关合闸 故障处理 1概述 2存在的问题 金兰水库二级电站建于1960年，依靠人工湖 拦蓄金兰水库一级电站发电下泄的部分尾水来形成 水头提供发电。1996年电站进行了报废扩容改造， 改造后电站总装机3 x 320 电机控制屏配套 的主开关是上海电器股份有限公司人民电器厂生产 的开关采用弹簧 预储能合闸方式，使用直流220 图 1)。图1中1号为；电气使用类别中绝缘电压 为500 V， 额定工作电压 为直流220 V，额定工作电流， 为027 A。 Z、 额定工作电压380 流电压220 电路，起到转换电气控制线路和电气测量仪表的 作用；铁。 + 图1开关合闸原理 收稿日期：20120710 作者简介：周尚伟(1968一)，男，工程师，主要从事水电 站技术管理工作。63实际运行中，开机并网合发电机开关时，多 次发生操作开关1I 接点烧坏、粘连的故障， 3台机组都出现过相同的故障。拆开操作开关检查 发现接点的塑料件已经熔化变形，操作开关无法修 复。询问值班人员得知，每次发生此故障时，都是 空气开关合闸时未能合上，同时能听到操作开关内 部发出“吱吱”的电弧燃烧声。 3原因分析 发电机开关在同期时的合闸过程：开关预储 能，合上同期开关接点接通，发电 机与系统同步时检查继电器常开接点闭合接通 1时操作1接点接通。合闸中问继电器(电动作， 其常开接点闭合，将释能电磁铁回路接通；释能电 磁铁(电动作，使已储能的弹簧释能，开 关在弹簧的弹力作用下迅速合上。此时开关的辅助 接点合闸操作回路断开， 操作开关在无电压情况下放手后自复归。从以上过 程可知，开关操作回路的断开是由开关的辅助接点 来完成的；如果发电机开关合闸时由于释能电磁铁 线圈(坏等原因未能使开关合上，辅助接 点作开关接点就不能在无电 压情况下断开。此时，操作开关的接点处将产 生电弧，电弧如不能自动熄灭，燃烧产生的热量很 快就会将开关的塑料件熔化，使开关烧坏。以上就 是177 运行与维护 012解决方案 从上面开关合闸过程分析可知，操作开关烧坏 的原因是复位过程中节点间存在较高电压，电弧产 生后又不能自动熄灭，造成操作开关烧坏。要保证 操作开关不被烧坏就必须使开关在无压情况下复归 或者复归时接点问不产生电弧，而最根本、最有效 的解决方法就是灭弧。 电弧不能熄灭的主要原因一是电源的性质原 因，操作电源使用的是直流220 交流电 源不同，没有过零点；二是操作1小，接点容量小，复位速度慢；三是回路中有电 感元件，接点复位断开时接点处产生高压，强电场 使电弧的产生更加容易。 由于电源的性质和开关的型号都已确定，要解 决电弧问题就必须改变电源性质或更换接点容量 大、复归速度快的操作开关，而这些都不是最简单 的处理办法，且不太现实，此处不作探讨，本文仅 分析由第3点原因引起的电弧的熄灭方法。 41操作开关断开瞬间的电压分析 首先确定操作回路的等效电路如下(见图2)。 图2合闸操作回路等效电路 为假设接人的1只测量用电压表， 为回路 中导线和闸中间继电器)线圈的直流电 阻， 为关断开时由于电感中 电流不能突变，电流的初始值应等于恒定值： (。+)=，=UR，电压表处的电流： (。+)e =(UR)e ，电压表处的电压： =一一()U。一对上述公式进行分析可知，由于电压表的内阻 远大于回路中导线和线圈的电阻，所以电压表处的 电压绝对值将远大于直流电源的电压，因而使开关 接点问的电压大大增加，极易形成电弧。 78 42电弧熄灭处理方法 由于回路中存在电感，存在较大的磁场能量， 要在短时间内完成电流的切断，就必须要考虑磁场 的能量释放，使操作开关接点断开瞬间不会产生高 压，从而避免产生电弧。具体的释放方法共有3个 步骤(见图3)： L ： 220v 并接接二极管后回路等效电路 L 关接电窨器后回路等效电路 图3处理方法流程等效电路 1)并联阻容支路，在合闸操作中间继电器线 圈两端并接1条电容和电阻串联的支路。 2)在释能电磁铁线圈两端并联单向二级管， 二极管的反向耐压要大于800 V 3)在操作开关的合闸接点上并接1只无极性