电力系统220kv～250kv进口及国产化sf（6）断路器运行状况

电力系统2 2 0 k V -2 5 0 k V进口 及 国产化S F 6 断路器运行状况 顾宪鸿杜彦明 ( 电力 部电力 科学研究 院北京清河1 0 0 0 8 5 ) 我国 在2 2 0- 5 0 0 k V电 力系统中 采用S F 6 开关设备已有 二十余 年历史。随 着经济的发展， 技术水平的 进步， S F 6 开关设备的应用 越来越广泛. 近年 来在 新 建、 扩建工程中， 1 1 0 k V及以上开关设备普遍采S F 设 备， 它已 成为高压、 超高 压电力系 统开关无油化的首选 设备. 早期投 运的S F 6 开关设备以 直接 进口国 外 设 备 为 主， 在1 9 8 8 时 ， 5 0 0 k V断 路 器 进口 设备 占8 3 % , 3 3 0 k V 断 路器 进口 设 备 占8 7 . 7 6 o , 2 2 0 k V断路器进 口设备占7 4 . 1 。随着电力系统广泛使用S F 开关 设备， 带动了 我国S F 断路器和G I S 制 造行业的发展。目 前我国已 能自己 制造 5 0 0 k V及以 下系列S F 6 断路器和G I S ， 产品以引 进技术和与 外国 公司合作生产 为主， 主要引 进了A B B 、 三菱、 日 立、 法国M . G等公司 的技 术。 国 产化设 备的技 术水 平不断进步， 至 1 9 9 7 年底， 在2 2 0 k . V S F 6 设备中， 国产化 设备达6 9 . 7 %， 已 占 据主要地 位， 逐步替 代进口; 3 3 0 k V国产 化设备占5 7 . 5 Y o , 5 0 0 k V国 产化设备 占2 7 . 2 %， 国产化设备也具有重要地位。 本文统计分析了1 9 8 9 -1 9 9 7 年电 力系统2 2 0 k V及以 上S F 。 高压开 关设 备 的故障情况， 对设备 运行状况进行了 评估， 重点分析了 一些运行中出现的技术 问 题， 目 的在于总结运行经验， 提高运行水平， 并促进我国S F 。 开 关设备制造水 平的提高， 不当之处请批评指正. 一、 设备装用情况 至1 9 9 7 年 底 ， 全 国 电 力 系 统 中 2 2 0 k V 及 以 上S F 。 断 路 器 及 G I S 装 用 量 ， 5 0 0 k V共 5 8 2 台， 其中G I S 1 2 3 间隔, S F 6 设备占1 0 0 %; 3 3 0 k V共2 8 0 台， 其中 G I S 2 5 间隔, S F 设备占9 8 . 2 5 Y , ， 只有5 台 少油断 路器尚 在陕西 运行; 2 2 0 k V 共 3 8 5 0 台， 其中G I S 2 2 1 1旬 隔, S F 6 设备占4 1 . 8 3 % , 5 0 0 k v断路 器已 全 部实现T 无 一8 9 一 一JJJ飞一J刀引r朴“引川曰Jesee，1 油化， 3 3 0 k V也将过渡 到全部采用S F 设备， 2 2 0 k V系统中S F 6 设备已超过 4 0 6/ o 。随 着新建、 扩 建工程及 老旧开 关更新优先选用S F 6 断 路器， 其比 例还 将稳 步 提高， 在很多经 济较为发 达的地区, S F 开关设备增长更为迅速， 目 前已 有华 北、 上海、 江苏、 湖南、 福 建、 广东等六个地区2 2 0 k v断路器中S F 6 设备超过 5 0 %。 各电 压等级S F 。 开 关设 备按制造厂 家 分布 情况见表1 - 3 。 由 表中可见， 近 年来国 产化设备在电 力系 统中 所占比 例 越来越 高。 2 2 0 k v及以上电压等级S F 6 开关设备的发展情况， 既反映了我国电 力事业的发展状况， 也反映了电力工业 的技术进步 及我国制造 水平。 表1 截至1 9 9 7 年 底5 0 0 k V断 路器按制造厂分布情 况 生产厂家运行台数其中G I S 间 隔数 西门子 5 2 阿尔斯通 5 62 4 法国M. G 5 2 1 9 意大 利N M G 2 7 AB B1 9 3 5 2 日立 1 3 东芝 99 三菱 2 2 进口 设 备小 计 4 2 4 1 0 4 西开一三菱 4 61 8 西安高压 开关厂 3 平 顶山高压开 关厂 8 3 沈阳高压开关 厂 2 61 国产设计小计 1 5 8 1 9 总计 5 8 21 2 3 表2 截至1 9 9 7 年 底3 3 0 k V断 路器按制造厂 分布情 况 生产厂家 运行台 数其中G I s 间隔数 西门子 9 阿尔斯通 6 2 人 B B2 2 日立 1 3 1 3 进口 设备小计 1 0 6 1 3 平顶山 高压开关厂 3 7 西安高压开关厂 1 2 西开一三菱 1 2 5 1 2 国产设计小计1 7 41 2 总计 2 8 0 2 5 卜已.卜.卜山L即巳民 表 3 截至1 9 9 7 年底2 2 0 k V S F 。 断 路器按制造厂 分布情 况 生产厂家 运行台数 其中G I s 间隔 数 西门子1 1 42 德 A E G1 08 瑞士S E1 2 4 3 5 阿尔斯通5 72 2 GE C9 法国M. G3 31 3 意 大利N M G 8 72 1 AB B 5 1 2 3 1 一9 1 一 翻月知沮勺.1 邢咐切众 生产厂家 运行台数 其中G I s 间隔数 三菱 1 8 93 4 日立 3 5 日新 1 4 富士 2 进口 设备小计 1 1 8 61 6 6 平 顶山高压开关厂 1 4 8 54 西女高压开关厂 !, o c: 一， I J 西开一三菱 5 12 0 西高所 99 沈阳高压开关厂 7 411 3 沈高一日立 2 73 上海华通开关厂 1 0 3 6 北京开关厂 7 苏州一 阿尔 斯通 6 国 产设计小计 2 7 2 45 5 总计 3 9 1 02 2 1 注 : 西开一三菱指西安高压开关厂与三菱公司合作生产， 沈高一日 立指沈阳高压 开关厂与日 立公司合 作生产。 二、 故障统计分析 1 9 8 9 - 1 9 9 7 年共 发生事 故5 4 台次， 障 碍2 9 9 台次。 从事故率、 障碍率的情 况看， 除2 2 0 k V事故率外， 都 高于。 . 5 台次 / 百台 · 年， 其它 各年、 各电 压等级的 事故率、 障碍率只有个 别年份底于此值。 这固 然与S F 6 断 路器在各电压 等级的 装 用量有关， 但也反映出S F 6 开关设备的故障仍较多。 各电 压等级进口、 国产化 一9 2 一 S F . 断路器事 故、 障碍次 数见表4 。总体 来看， 5 0 0 k V进口设 备故 障较多， 2 2 0 - - 3 3 0 k V国 产化设备故障较多。 表4 1 9 8 9 - - - 1 9 9 7 年进口、 国产2 2 0 k V及以 上S F 6 断 路器事故、 障 碍次数统计 5 0 0 k V3 3 0 k V2 2 0 k V ·总 计 进口国产进口国产进口国产 事故 次数 1 05341 0 2 2 5 4 障碍次 数 2 62 491 33 91 8 82 9 9 合计 3 62 91 21 74 92 1 03 5 3 从1 9 8 9 - 1 9 9 7 年 事故、 障碍故障类型 分布 情况看， 外力 及其 它故障 最多， 有 1 8 9 次， 占5 3 . 5 %， 误动故障其次， 有7 4 次， 占2 1 %; 而事故中误动最多， 占 3 1 . 5 %， 其次是 绝缘， 占2 4 . 1 %， 拒分排第三 位， 占2 0 . 4 % 。 具体 分析 故障原因， 外力及其它、 误动、 拒分、 拒合等故障大部分是操动机 构故障 造成的. 机构的故 障比 本体多 得多， 而此 类故障 责任绝大多数是制 造质 量。 操动机 构的问 题， 特别 是液压机构漏油、 气动机构漏气， 往往并未造成严重事故， 在统计的事故、 障碍 以外还有大量此类现象存在， 使设备的安全运行存在 隐患， 加大了运行维护人 员的 工作量。 运行部门 对机构漏油问题下了 很大力量治 理， 取 得了 很 大成效， 但 由 于 制造质量这个先天原因没 有根本性改善， 此类问 题仍然 普遍 存在。 拒 分、 拒合故障中， 分闸 线圈烧损5 次， 合闸线圈 烧损7 次， 二次 接线故障5 次。 制造质量是主要原因， 安 装、 调试、 检修、 运行部门 也有一 定责 任。 误动故障除机构原因外， 二次回路故障有1 7 次， 原因不明2 3 次， 说明运行 水平 还应进一步提高， 现场人员 应加 强培训， 提高技 术水平。 在拒分、 开断与关合、 外力及其它故障中， 提升杆脱落、 折断发生 过多起。 如: 1 9 9 0 年 河 南H P L 一 2 4 5 ( A S E A ) 断 路 器 提 升 杆 上 部 接 头 裂 开 ， 拒 分， 造 成 发 电 机非全相 运行， 损失电 量4 6 2 4 万k W h ; 1 9 9 2 年东北O F P I - 5 0 0 旧 立) 断路 器操动机 构外拐臂与提升杆连接销 脱落， 致使断口 处于似合 非合 状态， 合闸电 阻处于导通状态， 过热 爆炸; 1 9 9 4 年西北3 0 0 - S F M T 一 5 0 B ( 三菱) 断路器一相 一9 3 一 绝缘拉杆断裂， 该相拒 分， 造成发电机非全相运行1 0 分钟; 1 9 9 6 年山 西H P L - 5 5 0 ( A S E A ) 断路器在合闸 操作中因提升杆断裂造成灭弧室爆炸， 损失电量 8 4 3 . 8 万k Wh 。 此 类事故 造成的损失都很 大， 对系统安全运行危害 严重。 绝缘事故、 障 碍中， 内 绝缘 故障1 6 次， 外绝缘 故障4 次， 瓷套污闪炸裂1 次， 二次回 路绝缘故障1 次。 值得注意的 是， 内 绝缘闪络击穿 故障G I S 发生6 次， 罐 式S F 6 断路器发生4 次， 这 两类设 备发 生内 绝缘故障较多。 外力与其它故障中， S F 。 气体泄漏, S F 6 气体水分超标 共有3 5 次， 其中只 有 一次造成事故， 其余皆 为障 碍。 在统计 之外还有大量此类现象存在， 主 要原因 是 制造质量不佳， 存在漏气直. 成为安全运行的隐患。 事故、 障碍 按责 任分布 可以看出， 制 造质量的 责任有2 5 6 次， 占 绝大多数。 由 于S F 。 开关设备技 术含量 高、 检修周期长， 运行现场不具备检修断路器 本体的 条 件， 因此对制造水平提出的要求也很高。目 前的状况运行部门并不满意 ， 设备安 全 运行仍存在很多问 题。 制造质量得到保 证， 运行部门 才能放心使用。 三、 应注意的几个方面 上面统计分析的 故障只是断路器在运行中发生的影响系 统正常供电的 故 障， 实 际上断 路器在安 装、 调试、 预试、 巡检、 检修中以及在运行中 还发生过许多 缺陷或障 碍没 有统计。 针对统 计的 故障 和日 常 运行发现的问题， 我们 认为有以 下几个方面需要特别注意。 1 . 操动机构 操动 机构的 问题集中 反映 在液压 机构的渗漏油上。 液压机构渗漏油引起故 障的 仅是一小部分， 不 但在运 行中 存在， 在 安装 调试过程中 更是普遍存在。 虽然 安装调试中 解决了一部 分， 但运行中还出现很多， 有的经多次处理( 封堵、 换密 封件、 滤油等) 仍无法消 除， 影响了设备的安全运行。 近几年来断路器障碍不能 减 少， 且多 数发生在1 1 0 , 2 2 0 k V电压 等级中 就是因 为液压 机构的渗 漏。 解决液 压机构的 渗漏是 世界各厂的 共同 课题， 渗漏现象各厂程度不同， 西门子公司情 况较好， 国产 化设备差距 较大。 造成 液压机 构渗漏的主要原因 是元件的加工工 艺、 机