少油断路器CY5液压机构缺陷分析及处理.pdf

56 内蒙古电 力技术 IN N ERMONGO L IA E L E C T R ICPO WE R2009年第27卷第3期 少油断路器CY 5液压机构缺 陷分析及处理 Anal y sis anditsTr eatm enttoCY 5Hydraul icA p p aratusDisfigur ementofLessOilCir cuitBr eaker 肖永清 ，于鲜莉 。 (1薛家湾供 电局，内蒙古薛家湾 010300；2内蒙古电 力科学研究院 ，内蒙古 呼和浩特010020) 【摘要1薛家湾变 电站 S W2 220I IW型少油断路器所配用的CY 5型液压机 构设计存在缺 陷 ，限 位开 关异常导致保 护重合闸 闭锁。 经多次模 拟 试验后最终将2W与6w之间距离调至 15mi l l，未再发生异常现象，保证了设备的正常运行 。 关键词1液压机 构；设计缺陷；限 位 开 关 中图分类号1T M 5614 ；T H l7 【 文献标识码】B 文章 编 号1 1008 6218(2009)03 0056 02 薛家湾变电站220kV有7台S W 2 2201 IW型 高压 少油断路器，1992 10 15投运 。由于所配CYs 型液压机构设计存在缺陷，造成少油断路器在油泵 即将启动时，若单相故障跳 闸，会发生重合闸闭锁现 象。 1 故障发生经过 2008 04 01T00：45 ，薛家湾 变电站257薛永线 断路器动作跳 闸，许继四方C S L 一 101高频距离保护 启动，C相跳 闸，重合 闸闭锁，保护测距 40 km 。南瑞 L FP 一 901高频突变量保护动作，C相跳闸，重合闸闭 锁。测距4 02kl n。 2G “ Y 5型机构的组成及工作原理 CY，型液压机构 为常充压结构，利用工作缸压 差(面积差)原理实现操动。 CY ，液压机构具有动作 准确可靠、安装维修方便及自动防止慢分等优点。由 于采用高压油流驱动，并有先进的缓冲设计，比电磁 机构具有更快更平稳的速度。 21基本组成 211油泵 油泵为液压操动机构中能量转换装置， 它可将 低压油变为高压油送进储能装置中，压缩氮气形成 高压能源。采用双柱塞径 向式油泵。主要包括泵座、 曲轴、 一 级逆止阀、柱 塞部分、二级 逆 止阀、高压接 头、放气螺栓以及各种密封元件。 212阀系统 阀系统由各级阀体组成 ，实现控制油路和动力 油路的有序动作，是整个液压 机构的核心部件。 213储压筒 储压筒是液压机构的能源装置，利用高纯氮气 作为储能介质，氮气被油压缩后，体积变小时储存能 量，在其膨胀 时释放能量，对外做功。 214 工作缸 工作缸 是将液压能 变 为机械能的转换装置，主 要由缸帽、活塞杆、活塞缸、缸座、机座 、辅助开关以 及各种密封件组成，为常充压式，靠两 面压力差(面 积 差)推动。 215控制回路 实现 油泵 的启停、压力 闭锁 、分合闸指令等电气 功能。 22工作原理 22，l储 能 当接通油泵 电机电源时，电动机开始运转，油箱 内的油经过 滤器进入油泵，经油泵柱 塞压缩后送至 储压筒底部，推动活塞上升，压缩氮气，油压 逐渐升 【收稿日期12008 一 I1 - 19；【修改日期】2009 - 05 20 f ggtl肖(1972 - - )，男，内蒙古准格尔旗人 ，学士学位，工程 师，现 从事生产技术管理 工作 。 2009年第27卷第3期内蒙古电 力技 术 57 高，当活塞杆上升至油泵停止接点时， 限位开关 动 作，切除电机电源，油 泵停止工作，高压油即被储存 于储压筒之中。此时，若断路器处于分闸状态，则二 级锥 阀以下油路(包括工作缸分闸腔)充满高压油， 二级锥阀因受压而关闭。 222合闸 当合闸线圈通电时，合闸电磁铁动作，压下合闸 一 级阀杆打开合闸 一 级阀钢球，高压油即进入二级 阀的上部，推动活塞向下打开二级锥阀，高压油通过 阀口进入工作缸的合闸腔。由于工作缸活塞两侧受 压面积不等因此在活塞两侧形成压强 差，在此压强 差 的作用下活塞迅速 向合闸方向运动，通过拉杆推 动断路器合闸。与此同时，高压油又通过二级阀内部 小孔进入二级阀上部迫使二级阀 一 直处于合 闸位 置从而使断路器 一 直处于合闸状态。 223分闸 分闸线圈通电时，分闸电磁铁动作，压下分闸 一 级阀杆，打开分闸 一 级阀钢球，即刻二级阀上部的保 持油压通过阀口排入油箱。 二级阀在其下部高压油 的作用下迅速向上运动，二级锥 阀关闭，工作缸合闸 腔内的高压油随 阀体排油孔泄掉工作缸活塞在分 闸侧高压油的作用下迅速 向分闸方向运动通过拉 杆带动断路器分闸。 2-3限位开关的作用 根据液压机构储压筒内压力的高低，直接由活 塞杆带动限位开关来控制。各限位开关的作用如下。 1W ：储能过程中，当储压简上升至脱离1W时， 切断油泵电机控制回路，油泵停止运转，储能完成。 2W ：当机构进行分闸操 作或由于渗漏、储压筒 内油量减少时，液压系统油压降低储压筒活塞杆 向 下移动。当活塞杆接触2W时 油泵自动起泵进行补 压 ，直到储压筒活塞杆上升至l W时为止。 3W ：合闸闭锁。当储压筒 中压力降至不足够合 闸时，3w受活塞杆作用 ，切除合闸回路，断路器不 许合 闸。 4W ：分闸闭锁。当储压筒 中压力降至不足够分 闸时4W受活塞杆作用 ，切除分闸回路，断路器不 许分闸。 5W ：零压闭锁。当液压机构 中压力 由于某种原 因降为零 时 ，5W受活塞杆作用，切除电机控 制回 路，电机不能运转。 6W ：安装于2W和3W之间 ，作为重合闸闭锁 接点，在断路器跳闸后 ，储压筒中压力降至不够合闸 时，切断断路器重合闸控制回路 ，使断路器不能重 合。 24CY ，型液压机构 的技术数据 预压力为(1500-3)M Pa ，额定油压为(301) MPa，最高油压为33MPa，安全阀动作压力 为(4 0 1)MPa，合闸闭锁油压为252MPa，分 闸闭锁油压 为24 2 MPa。 3原因分析及对策 经过专业技术人员分析，初步判断重合闸闭锁 的主要原因是由于SW2 22011W型断路器液压机构 内的微动开关2W(油 泵启动)与6W(重合闸闭锁) 之间距离太近所致。在未调整2W(油泵启动)与6W (重合闸闭锁)距离之前，其A、B、C 三相分别为3 mm 、 4m m 、3 m m 。当断路器液压机构压力下降至油泵即 将启动的临界状态时，若发生单相故障保护跳闸，断 路器 液压机构压力值正好达到启动闭锁重合闸值， 导致重合闸闭锁。为了证实专业技术人员的判断，现 场模拟了故障情况，结果发现，在10次模拟试验中， 都发生了重合闸闭锁现象。 找到原因后，将微动开关2W(油泵启 动)与 6W(重合闸闭锁 ) 距 离调至最大，A、B、C 三相分别为 6mm 、8mm、5 mm ，在l O次模拟试 验中，仍然 发生 了7次重合闸闭锁现象。现场决定将固定微动开关 6W (重合闸闭锁)的卡槽 向下打磨，增大2W(油泵启 动)与6W(重合闸闭锁)之 间距离。 通过分析和现场多次模拟试验发现，A 、B、C三 相微动开关2W(油泵启动)与6W(重合闸闭锁)的 距离增加至15mm后，可以解决重合闸闭锁 问题。 分析改造结果也得到了断路器厂家技 术人员 的认 同，说明CY，型液压机构设计存在缺陷。 改造实施后 ，将断路器进行了多次全项传动试 验，未发生重合闸闭锁现象所有传动试验项目全部 合格，改造效果良好