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浅谈220kV SF6高压断路器在丹江口电厂的应用
作者:聂秋玲 付 伟    文章来源:本站原创    点击数:4640    更新时间:2006-8-17

 

浅谈220kV SF6高压断路器在丹江口电厂的应用

 

聂秋玲 付 伟

1  引言

随着社会经济和科学技术的高速发展,城乡电网对高质量、高可靠性的电能供应提出了越来越高的要求。逐步实现城乡电网的配电自动化、电气化、智能化,以提高整个配电系统的供电可靠性,其社会效益和经济效益都是非常明显的。220kV高压开关设备是电网的重要组成部分,丹江口电厂220kV开关站联络湖北、河南两大电网,使用的220高压开关设备经历了多油少油无油(绝缘介质为SF6或真空)的三个阶段。本文将介绍丹江口水电厂220kV开关站高压断路器的使用情况,并简要介绍SF6高压断路器的选型、特点及在运行中维护与检查要求。

2  简介

丹江口水电厂共装有六台水轮发电机组,总装机容量90万千瓦,配有110kV开关站及220kV开关站各一座。承担着华中电网主力调频、调峰及事故备用任务,其中220kV开关站共有出线6,五回机组进线(其中两回可联络110kV开关站),其出线断路器原为KW5-220型及SW6-220型等设备,由于运行年久,设备老化,备件不足,维护不便,可靠性低,1992年至1995,电厂先后将其更新为西安高压开关厂与三菱电机合作制造的250-SFM-40B型高压六氟化硫断路器,运行已有十多年,总的情况是好的,2003年以来又逐步改造了机组进线断路器,改造后选用的是北京ABB高压开关设备有限公司制造的LTB245E1 型断路器。现阶段丹江口电厂220kV开关站一次系统原理接线如图1所示。

 

220kV开关站一次系统原理接线图

 

3  丹江口电厂220KVSF6高压断路器型号一览

 

3.1 机组进线开关型号

 1

开关

名称

型号

厂家

出厂日期

线路名称

41

LTB 245E1

北京ABB高压开关设备有限公司

2003.10

2号机组

42

CY3 SW6-220

西安高压开关厂

81.9

3号机组

43

CY3 SW6-220

西安高压开关厂

83.5

母联开关

45

CY3A-III SW6-220I

西安高压开关厂

99

4号机组

46

LTB 245E1

北京ABB高压开关设备有限公司

2004.1

5号机组

47

LTB 245E1

北京ABB高压开关设备有限公司

2002.7

6号机组

48

LTB 245E1

北京ABB高压开关设备有限公司

2004.9

旁母开关

 

3.2 线路出线开关型号

2

开关名称

型号

厂家

出厂日期

线路名称

52

LW15-220(250-SFM-40B)

西安高压开关厂三菱电机株式会社

94.4

丹邓II线

53

LW15-220(250-SFM-40B)

西安高压开关厂三菱电机株式会社

94.4

丹邓I线

54

LW15-220(250-SFM-40B)

西安高压开关厂三菱电机株式会社

91.12

丹韩线

55

LW15-220(250-SFM-40B)

西安高压开关厂三菱电机株式会社

94.4

丹均线

56

LW15-220(250-SFM-40B)

西安高压开关厂三菱电机株式会社

93.8

丹乔线

57

LW15-220(250-SFM-40B)

西安高压开关厂三菱电机株式会社

93.8

丹汾线

 

4  高压断路器的选型

 

4.1国内高压断路器的分类

a.封闭式组合电器(GIS),因其体积小、占地少、不受环境影响、少维护、可靠性高的特点,电压等级为126kV-550kV;

b.SF6断路器,是替代油断路器的无油化产品,还具有维修周期长的优点,电压等级12kV-550kV,在110kV级以上断路器中占有绝对优势;

c.真空断路器,是高压开关行业中量大面广的产品,也具有无油化和维修周期长的特点,电压等级12kV40.5kV;

d.油断路器,是我国高压开关行业的传统产品,生产历史最长,但技术水平受其介质的限制,提高不大,而且不符合无油化的要求。电压等级12kV-252kV,除72.5kV等级外,在同电压等级产品中的比例均逐年下降,尤以126kV40.5kV12kV下降的幅度较大。今后,对油断路器的需求将逐年减少。

4.2灭弧和绝缘介质的特点

   断路器一般采用的灭弧和绝缘介质有:SF6绝缘油、真空和空气等形式,但对220kV及以上电压等级而言,现在基本都采用SF6作为灭弧和绝缘介质,虽然SF6有温室效应、弧后分解物剧毒等环境方面问题,但目前还没有哪种介质能取代SF6在高压断路器领域中的优越地位,故现在110kV及以上高压断路器如无极特殊要求,都应采用SF6断路器。

 

5  SF6断路器的优缺点

 

5.1优点

a.灭弧室断口耐压高,对同一电压等级,它的断口数目较少。因而可以简化结构,减少占地面积,有利与生产、维护、管理;

b.开断容量大。如:北京ABB型号LTB-245E1开关额定短路开断电流高达40KA

c.电寿命长,检修间隔时间长。由于触头烧伤轻微,所以一般连续(累计)开断电流40008000kA可以不检修。由于SF6分解后很快可以还原,且在电弧作用下的分解物不含有炭等影响绝缘能力的物质。在严格控制水分的情况下,生成的物质没有腐蚀性,因此,开断后SF6气体的绝缘强度不会下降。检修周期间隔时间长,一般10年不检修,有的还提出20年不检修;

d.开断性能优异。它不仅可以切断空载长线不重燃,切断空载变压器不产截流过电压,而且也比较容易切断故障点附近的故障。

5.2缺点

SF6高压开关要求加工精度高,密封性能好。多水分和气体的测量和控制要求更严(SF6气体年泄漏气量不大于5%)。

5.2.1水分的影响

a.SF6气体本身在制造过程中就存在着水分,或在安装过程中混入水分;

b.水分来源于断路器的材料,如环氧树脂绝缘子、垫圈和容器本身不干等,这些材料本身含有水分,在组装后蒸发出来;

c.水分通过密封垫圈渗入。这决定于密封垫圈的材料,结构等。

5.2.2杂质的影响
    尘埃、导电微粒和其他杂质可能无意中进入开关设备内部,也就是说开关内部很可能受到机械混杂物的污染,这些污物沉积在支持绝缘子的表面,即使是很微小的颗粒,也会大大降低绝缘子表面的闪络电压。空气中的尘埃,包括灰尘、煤烟、烟和雾四种。SF6组合电器在安装、检修过程中总是难免与上述几种尘埃相接触,故空气的清洁度对这种设备的质量威胁很大,必须认真控制。同时,在安装过程中对厂房要进行净化,严格控制测定其尘埃含量。

尘埃对密封性能的影响也是很大的。在装配时如果有一根短发落入密封面,则会造成严重的漏气现象。因此,为了保持SF6组合电器的密封持久稳定,在安装时应该严格控制密封面的清洁度。

 

6  SF6 高压断路器运行中的维护与检查要求

 

a.检查SF6气体压力是否保持在额定表压,如压力下降即表面有漏气现象,应及时查出漏气位置并进行消除,否则将危及人身和设备安全。

b.检查外部瓷件有无破损、裂纹和严重污秽现象。

c.检查接触端子有无发热现象,如有即应停电退出,进行消除后方可继续运行。

d.在投运前应检查操作机构是否灵活,分、合闸指示及红绿灯信号是否正确。

e.运行中应严格防止潮气进入断路器内部,以免由于电弧产生的氟化物和硫化物与水作用对断路器结构材料产生腐蚀。

 

7  结束语
 

a.无油化产品的广泛应用及其设计的改进、质量的提高,大大提高了设备运行的可靠性。

b.近年来,真空和SF6类开关设备作为实现开关无油化的替代产品在电力系统得到大量推广使用。目前,真空开关设备型号繁杂,生产厂家众多,制造水平不一,产品质量分散性很大,给用户选型和运行造成很大困难。SF6开关设备主要用于110 kV电压等级及以上电力系统,运行水平对电网安全影响极大,近两年也出现一些共性问题,如漏气,水分超标,绝缘拉杆脱落、断裂、击穿,水平拉杆断销等。要有效降低事故率,一方面应选用技术力量强、装备条件好、质量服务信誉好的企业产品;另一方面,应认识到无油化设备整体仍需要必要的维护,重视运行中的检测及维护,及时掌握设备的状况,提高运行和检修水平,有助于降低事故率。

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