330MW220KV升压站GW10-252DW型开关改造

330MW220KV升压站GW10-252DW型开关改造

朴璁

朴璁（大唐鲁北发电有限责任公司山东滨州251909）

【摘要】升压站是发电厂及电网输配电能的重要系统，高压隔离开关又是升压站系统停、送电的主要设备。在电网中主要起安全隔离作用，它的任务是在无负荷下分、合电路，以达到停电和转换电路的目的。由于其自身开断负荷电流的能力很小，对其在运行中的稳定性、机械传动的可靠性要求较严格。隔离开关分、合闸的操作成功率直接影响着发电厂能否在规定时间与电网并列，关系到电网的稳定运行与发电厂的经济效益。隔离开关在运行过程中频繁出现拒分、拒合以及触头等接触部分发热是其常见故障，严重影响隔离开关的操作成功率，因此，对于隔离开关的常见故障的分析及处理就成了电网和发电厂安全运行的保障。

【关键词】隔离开关、发热、传动机构、机械性能、导电性能

中图分类号：Ｇ71文献标识码：Ａ文章编号：ISSN1004-1621（2015）08-015-02

引言：

我厂GW10-252DW型垂直伸展式隔离开关在运行过程中的常见问题进行分析，并探索出相应的改进方案，提高了隔离开关的操作成功率。文章提出的改进方案，在不改变GW10-252DW型隔离开关原有特点的基础上，增加了隔离开关的机械性能与导电性能，适用于具有类似结构的隔离开关。满足了隔离开关少维护及免维护的要求，能在各种环境下长期稳定运行。

1、隔离开关概况及其分析

1.1隔离开关概况

大唐鲁北发电有限责任公司220KV变电站内220KV的母线侧，使用的型号为:西安西电GW10-252DW型垂直伸展式隔离开关。该类型隔离开关自投运以来,在运行过程中频繁出现拒分、拒合以及触头等接触部分发热的故障，该故障的频繁发生已经严重地影响到设备和电网的安全运行。该类型隔离开关在我厂的操作成功率为50％左右，据2009年华北局在五个站的统计该类型隔离开关的操作成功率仅为32％，而我们要求对设备的完好率为100%这样的成功率是远远不能满足生产上的要求。所以我们急需对该类型隔离开关进行全方位的更换或升级改造，从根本上解决不安全因素。

1.2隔离开关常见问题

我厂升压站220千伏系统采用双母线的接线方式，母线均采用铝管母线相配套隔离开关均选用西安西电高压开关有限责任公司生产的GW10-252DW型单柱垂直伸缩式户外交流隔离开关，在装量18组，于2009年投入运行。

在安装、调试过程中，该隔离开关就出现拉合不到位的现象，调整后经过一段时间再操作，故障重复发生始终未能彻底解决。在现场检修时可清楚看到隔离开关支持瓷瓶和操作瓷瓶接触面上发生扭动，瓷瓶的连接处和整体设备的基础发生相对扭转。操作中如不及时停止，极有可能发生瓷柱断裂。

1.3原因分析

在220kV系统操作过程中该型隔离开关多次出现该类问题，初步怀疑是设备在设计制造过程中存在的缺陷，我们对此产品进行了调查同类产品在其他地方使用存在相同情况。此型号隔离开关分合闸不到位的原因主要是上帽结构的设计不完善，运行状态中该型隔离开关可能进水造成联轴节内积水。上部触头用橡胶件加防水胶进行密封，此型号隔离开关在分闸时动触头导杆与操作机构的传动系统在力学上没有直接联系，而是在合闸过程中靠导杆储存弹簧储存的能量的释放使动触头导杆恢复到分闸状态。隔离开关杆导电内积水锈蚀后，造成开关动作卡涩是开关拒分合的直接原因。动触头的导电杆和动触头导向套相互间的公差很小，两者的密封性良好，使积在联轴节内的水无法放出，是开关拒分合的另一原因。此型号隔离开关联轴节拐臂的中间导向孔中的复合轴套，没有定位装置，轴套容易从拐臂中脱落，能够促使联轴节插头发生断裂现象。

此型号隔离开关在运行过程中出现分合闸不到位、进行调整后反复分合闸不到位的现象。隔离开关进行调整后反复出现分合闸不到位的情况，主要原因为隔离开关配件设计不合理，导致操作过程中发生卡滞，引起配件变形所致。其根本原因为西高厂此型号隔离开关完善工作做的不到位、不彻底。从其完善化材料中可以看出，在完善化前分合闸操作不到位的情况就经常发生。更换新的联轴节时，在旧联轴节导向套内发现采用钢丝弹簧圈密封，导杆下部采用黄铜材料，气温变化导致导杆与导向套钢丝弹簧圈发生摩擦，导杆出现划痕发生变形，是造成拒分合的又一原因。此型号隔离开关动触头导杆的动作是导电管作支撑部件，动触头导杆和导电管长度之间的配合程度直接影响分合闸的位置，如果导杆比导电管长将导致隔离开关合不到位；导杆比导电管短将无法确保隔离开关合到位后刀口能够夹紧。

2.改进方案

2.1.进行密封性改造。

在联轴节导向套平台钻圆孔进行排水（圆孔直径Φ8）。冬季融化的雪水沿导电管和导杆流到底部，底部温度低将使雪水再次结冰将圆孔孔堵死，另一种情况水延着动触头拉杆流下，直接流进轴套内，仍无法避免锈蚀和卡滞。为了防止以上情况的发生，应采取相应的措施。

对破冰钩进行改造，使破冰钩能在开关刚分闸时提供给导杆向下的拉力，帮助其分闸。当拉杆尺寸发生变化或在其分闸位置时发生冻住及卡涩现象，滚子爬不过破冰勾上的突出点，导致合闸不到位。在分闸时，如果动触头拉杆被冻住或者发生卡滞，动触头不能放开母线导电杆，使整个传动机构受到较大的力作用下发生变形。对动触头结构进行改造。在轴运动方向上加装导向槽，并安装可以调整的限位结构，从而解决动触头在运行位置自动分闸的问题。

2.2.进行防护性改造

为防止弹性圆柱销的锈蚀，在弹性圆柱销两端进行密封的方法进行防护，隔离弹性圆柱销同外部空气，使其完全隔离开，避免其腐蚀。

采用热渗锌或不锈钢标准件替换原外露标准件，将开口销全部更换成不锈钢材质，避免其出现腐蚀现象。对铸件内部结构进行改进，防止雨水和潮气进入到导电管内部。所以顶杆和接管的材料也因改为不锈钢。在夹紧弹簧、复位弹簧、顶杆和接管装配阶段涂抹上二硫化钼，提高以上配件润滑能力和防腐性能。

2.3.对部件定位能力进行改造

此型号隔离开关导电回路过长，增加齿轮箱的定位螺塞，由两个增加到四个。下导电管下端再安装一套调整螺杆装配，便于产品在安装检修时不直进行调整。对下导电管内部操作杆材质进行改造,确保其与导电管材质的热膨胀系数相近，避免主刀伸展不平现象的发生。操作杆钢管而下导电管所选用金属材质不同，改造后下操作杆选用与导电管材质热膨胀系数相近材料，根除了该问题的发生。

2.4.针对此型开关刀口、滚动触头发热现象提出以下方案：

在保证弹簧工作力不变的情况下，对设计夹紧弹簧进行改造，改变弹簧钢丝的材质和机械尺寸，提高了弹簧在长期工作时抗塑性变形的能力，确保了动触片的夹紧力。每组刀闸有6个滚动触头在触头两端各增加2组软连接能后解决滚动触头发热的现象。

3.结论

3.1关键技术

隔离开关是高压电网的组成设备之一，在电网中主要起安全隔离作用，它的任务是在无负荷下分、合电路，以达到停电和转换电路的目的。由于其自身开断负荷电流的能力很小，对其在运行中的稳定性、机械传动的可靠性要求较严格；由于隔离开关在运行中很难停电检修，因此应满足少维护及免维护的要求，能在各种环境下长期稳定运行。因此加强该型号刀闸的产品质量至关重要。文章对于密封件改造保证进水时能及时排出、防止部分零件锈蚀、增强部分零件的定位能力、提高隔离开关产品稳定性、防止开关刀口、滚动触头发热均给出相应的解决措施和方案。

3.2综合比较

由于GW10-252DW型开关在区域范围内使用较少，因此可以借鉴的经验及技术也较少，其他生产厂商的隔离开关，对于隔离开关常见问题的发生厂家已出对策对隔离开关的结构进行改进，或更换更为先进的新型设备，以达到解决隔离开关常见问题的目的。而西安西电对此产品缺陷进行技术支持力度及产品更新速度均未达到我厂所需，由此产生的隔离开关常见问题只能在本厂内通过研究得出解决方案及处理办法，因此对于国内其他技术及研究没有可比性。

3.3应用情况

我公司220KV升压站GW10-252DW型开关，对于已经改进的隔离开关，未出现隔离开关常见问题。

4.结束语

对于隔离开关常见问题的解决，不仅对发电企业的安全生产产生隐患，还保证了区域电网的稳定供电，避免事故发生对整个电网产生影响。隔离开关常见问题的解决对避免了机组设备的损坏，及对地区电网的电量影响。