上桥泵站高压开关柜及六氟化硫断路器更新改造

曹 旭

（安徽省茨淮新河工程管理局，安徽 怀远233400）

1 概 述

上桥泵站位于安徽省怀远县城西南8 km处的白莲坡镇，是茨淮新河上桥枢纽的主体工程之一，为大（2）型泵站，兼有灌溉与排涝功能。上桥泵站于1978 年建成并投入使用，安装6 台水泵机组，设计流量120 m3/s，额定扬程4.7 m，总装机容量9 600 kW。

2 电气设备存在的问题

泵站配备的10 台6 kV高压开关柜已经运行14 a，出现断路器手车与接地开关操作结构变形明显、卡阻严重，断路器手车储能电机与断路器辅助开关经常损坏，部分航空插头接触不良导致合闸失败，过电压保护器老化严重，耐压试验时泄漏电流值超标等问题。2 台35 kV六氟化硫断路器经过11 a运行，出现弹簧操作机构配合间隙增大导致多次合闸失败、断路器底座锈蚀严重、六氟化硫气体微水超标等问题；且在2019 年汛期因漏气率逐年增大使气罐压力低于安全运行值，经补充六氟化硫气体后才恢复正常运行。鉴于高压开关柜和六氟化硫断路器存在的问题已影响到泵站的安全运行，2021年汛后对其进行了更新改造。

3 更新改造主要内容

3.1 高压开关柜

3.1.1 柜体

老柜体型号为KYN28A—12 高压开关柜，因为KYN28A—12 型号的高压开关柜优越的性能和结构，新柜选用型号为KYN28A—12（Z）的高压开关柜，且主要技术参数如额定电压、额定电流、额定开断电流、额定动稳定电流、4 s 热稳定电流及防护等级等主要技术指标不低于老柜。

新柜具有如下特点：一是完全封闭，柜体在交流金属封闭设备中防护最好。二是简单且有效的“五防”闭锁，防止误操作。三是可以在面板关闭状态下进行所有设备的操作，包括断路器的操作、手车的推入和移出、接地开关的操作。

3.1.2 真空断路器

老柜使用的是VB2 型真空断路器，新柜采用的是国内产VTK3—12 型免维护真空断路器，在额定电压、额定短路开断电流、标准雷电冲击电压等技术参数上不低于老真空断路器。

断路器的主要特点一是主体部分利用先进的环氧固封技术，解决了环境耐受问题。二是弹簧操动机构为模块化设计，可以方便地更换储能电机、合闸线圈、分闸线圈，无需拆卸其他零部件，后续维护也简单。

3.1.3 多功能表

老柜上安装有1 台三相三线有功嵌入式脉冲电度表和1 台三相三线无功嵌入式脉冲电度表，分别用来统计机组的有功、无功消耗量，统计的内容较少，已不能满足泵站运行中对多个性能指标进行统计的要求；为此，对原有功、无功电度表进行了更新改造。新柜安装有1 台HJ103M 型数码多功能表，可以测量有功功率、无功功率、电流、电压、功率因数及电量等，不仅减少了设备数量，使柜面更为简洁，而且可以检测、显示的内容更丰富。

3.1.4 过电压吸收器

老柜内配备了型号分别为JPB（H）Y5CD2—7.6/17、JPB（H）Y5CZ1—7.6/24×19 的组合式过电压保护器。新柜配备的两种型号过电压吸收器由金属氧化物电阻片叠加组装，电阻片具有较好的非线性伏安特性［1］，且没有放电间隙。吸收器具有陡波响应特性好、冲击电流耐受能力大、残压低、动作可靠、无工频续流、耐污秽能力强、密封可靠、防爆性能好、耐老化性能优越等特点。其中PT 柜配备的是型号为ETY—G—17/3200 的过电压吸收器，它是一种能够满足现阶段电力系统中过电压特点的一种大能容专用过电压吸收器，可以有效限制大气过电压和操作过电压。其他高压开关柜配备的过电压保护器为EAT—5Z—17/600 系列交流系统用一特六柱全项双安全保护装置，可以实现35 kV及以下的电力系统相地、相间免受大气过电压和操作过电压损害［2］。

3.1.5 消谐器

ET—LXQ 型消谐器是一种高容量非线性电阻器，安装于电压互感器一次绕组的中性点与地之间，防止电压互感器因铁磁饱和引起的谐振过电压导致烧毁甚至爆炸［3］。此外，消谐器还可以预防电压互感器开口三角两端短路（实为开口三角两端都接地）事故发生，并降低了开口三角两端三次谐波电压及不平衡基波电压和一次绕组中消谐电阻两端的电压，这对于中性点为低绝缘的电压互感器长期处在低电压下（小于100 V）运行十分有益。

3.2 六氟化硫断路器

新六氟化硫断路器型号为LW8—35，与老断路器型号一致，具有以下特点，能够很好地满足泵站的安全运行需求：一是开断性能优良，燃弥时间短，电寿命长。二是机械可靠性高，能频繁操作。三是结构简单、不检修周期长等。

此外，断路器安装有六氟化硫密度控制器，可以对气体压力进行监测。当断路器内气体压力低于0.45 MPa 时，发出报警信号；当断路器内气体压力低于0.40 MPa时，发出闭锁信号，提醒运行人员及时采取措施进行处理。

4 需要注意的问题

4.1 设备选择

在选择新设备时，应确保其性能不低于现有设备的技术指标，品牌型号有条件时优先采用优质品牌；随着新技术的进步，仪表选择集成度高的，可以对多参数进行监视。

4.2 新设备检查及旧设备拆除

新设备到场后，需要对技术资料、备品备件、安装辅材等进行验收，以防缺失，影响后续安装进度。对高压开关柜及六氟化硫断路器进行拆除时，如果主电缆及二次接线继续保留使用，需将它们拆除后放置到合适的位置，不妨碍新设备安装；同时对二次接线标号丢失、损坏或字迹模糊不清的进行更换。

4.3 新设备安装

高压开关柜按照相关规范，使用铁垫片对高压开关柜先单面后整体的原则找平；电缆接线时注意相序，铜排连接处涂抹导电膏。六氟化硫断路器安装好并进行首次充气前，需先检查所有密封法兰面的螺栓是否松动、瓷件有无破损、三相气体连通管及六氟化硫密度控制器安装是否完好。在充气完成后，用微量水分检测仪对六氟化硫气体进行含水量检测，测得数据根据环境温度对照产品说明书上的水份含量—温度曲线，其数值应符合规范要求。

5 更新改造后的效果

设备安装完成后，按照《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》 （GB 50150—2016）以及《电力设备预防性试验规程》（DL/T 596—2005）等相关规范要求，对新设备进行了电气预防性试验，主要试验内容包括：真空断路器的开关接触电阻、绝缘电阻、工频耐压、分、合闸时间和同期度以及过电压吸收器（保护器）的耐压试验UDC1mA 以及0.75 倍UDC1mA 下泄露电流值等；六氟化硫断路器的绝缘电阻、开关接触电阻、工频耐压、分、合闸时间和同期度等，试验结果均符合规范要求，且与出厂试验数据对比，差别微小。

电气预防性试验合格后，先后对机组进行了空、重载试机，新设备均运行正常。

6 结 语

泵站电气设备使用达到一定年限后容易出现故障以及性能下降等问题，通过更新改造，可以使泵站更加安全可靠的运行。在设备改造过程中，应提前关注行业新的技术成果，并按照工程实际制定采购需求，使新技术能运用在新设备上。