FX-22D型断路器分合闸时间及三相不同期超标处理

FX-22D型断路器分合闸时间

及三相不同期超标处理

0引言

分、合闸时间及同期性是SF6 断路器机械特性的重要参数，对继电保护及自动装置的可靠动作以及整个电力系统的稳定性来说是非常重要的。直接影响到断路器的关合和开断性能。三相合闸不同期会影响合闸过电压，尤其在先合一相情况比先合两相严重。对中性点不接地系统的分极绝缘变压器中性点绝缘，可能引起中性点避雷器爆炸。当三相分闸不同期性增大时，断路器的燃弧区间( 最大燃弧时间和最小燃弧时间之差 ) 也会增大，甚至会使断路器所承受的恢复电压增加。同一相的不同断口的不同期也会产生相似的后果，特别是在切除断路故障时，燃孤时间长可能会使触头烧损，甚至发生爆炸。如果能将三相分合闸不同期性调整到低于制造厂规定的数值，则产品将具有一定的电气裕度，反之，则可能降低其电气性能，甚至出现开不断短路电流的事故。还可能引起（1）中性点电压位移，产生零序电流；（2）非同期加大重合闸时间，对系统稳定不利；（3）断路器合闸于三相短路时，如果两相先合，则使未合闸相的电压升高，增大了预击穿长度，同时对灭弧室机械强度也提出更高要求。会引起三相电流差异较大，可能引起保护过流跳闸。按照国家有关标准规定，在交接试验、预防性试验及大修后的试验中，都要求断路器测量时间参数。

1 分、合闸时间及不同期的超标情况

在进行某330kV变电站断路器定期预防性试验时，发现该变电站8台330kV断路器中有3台断路器的分、合闸时间及不同期性都有不同程度的超标现象。特别是合闸不同期最为严重，最严重的一台相间合闸不同期达到了52.6ms（见表一）。

A1

A2

B1

B2

C1

C2

3312开关（编号A17084-1）现场测试图

3312开关（A17084-1）

断口A1 A2 B1 B2 C1 C2 标准值（ms）合闸时间（ms）42.9 43.6 93.7 56.3 44.6 41.1 35-45 合闸电阻投入时间（ms）9 9 10 11 8 9 8-11

合闸不同期（同相）（ms）0.7 37.4 3.5 ≤3

合闸不同期（相间）（ms）52.6 ≤5 分闸时间（ms）16.5 17.8 22.2 18.0 18.1 17.5 16-20 分闸不同期（同相）（ms） 1.3 4.2 0.6 ≤2

分闸不同期（相间）（ms） 5.7 ≤3

A1

A2

B1

B2

C1

C2

3340开关（编号G17084-7）现场测试图

3340开关（G17084-7）

断口A1 A2 B1 B2 C1 C2 标准值（ms）合闸时间（ms）65.8 64.5 81.2 81.8 62.2 64.9 35-45 合闸电阻投入时间（ms）10 10 8 8 8 9 8-11

合闸不同期（同相）（ms） 1.3 0.6 2.7 ≤3

合闸不同期（相间）（ms）19.6 ≤5 分闸时间（ms）18.4 17.7 18.0 18.0 16.7 18.0 16-20 分闸不同期（同相）（ms）0.7 0 1.3 ≤2

分闸不同期（相间）（ms） 1.3 ≤3

A1

A2

B1

B2

C1

C2

3342开关（编号F17084-6）现场测试图

3342开关（F17084-6）

断口A1 A2 B1 B2 C1 C2 标准值（ms）合闸时间（ms）40.9 40.8 50.5 47.4 52.2 51.8 35-45 合闸电阻投入时间（ms）10 10 10 11 8 9 8-11

合闸不同期（同相）（ms）0.1 3.1 0.4 ≤3

合闸不同期（相间）（ms）11.4 ≤5 分闸时间（ms）17.7 16.7 18.3 17.9 18.9 19.2 16-20 分闸不同期（同相）（ms） 1.0 0.4 0.3 ≤2

分闸不同期（相间）（ms） 2.5 ≤3

3 原因分析及措施

该站330kV部分接线方式为3/2接线方式，共有8台330kV SF6 断路器，1993年生产，1994年12月投运，法国阿尔斯通公司生产，型号FX-22D型，液压操作机构，双柱双断口，断口加装有合闸电阻。

断路器现场测量分闸时间是由发布分闸命令（指分闸回路的电路接通）起到灭弧触头刚分离的一段时间。如下图

a、b、c-各相测量信号；d—分闸操作指令；A-A/—断路器接到分闸指令瞬间；B-B/—最后一相的弧触头分离瞬间；,t分—分闸时间

图 1分闸时间测量

合闸时间是由发布合闸命令（指合闸回路接通）起，到最后一相的主灭弧触头刚接触为止的一段时间。如图2。并对有并联电阻的高压断路器设备，还应测量其电阻触头的合闸时间。

a、b、c-各相测量信号；d—合闸操作指令；A-A/—断路器接到合闸指令瞬间；B-B/—最后一相的弧触头接触瞬间；t合—合闸时间

图 2合闸时间测量

从现场测试图及数据表中明显看出三台断路器合闸不同期全部超标，其中编号A17084-1断路器合闸不同期52.6ms，分闸不同期5.7ms，编号G17084-7断路器合闸不同期19.6ms,编号F17084-6断路器合闸不同期11.4ms。

由于断路器的分/合闸时间受以下因素影响：（1）断路器操作线圈的控制电压：过低的控制电压降低了电磁机构的能量转从而延长了操作时间。（2）液压操作机构内流体的压力：流体压力的改变改变了开关机构移动的能量，从而影响到操作时间。（3）环境温度：环境温度是一个非常复杂的影响因素，操作线圈的直流电阻、流体粘度、SF6气体压力都与温度有关,操作杆和瓷柱的长度同样与温度有关,所有这些都对操作时间造成影响。