发电机断路器成套设备检修规程.docx

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发电机断路器成套设备检修规程

华能上海燃机电厂

发电机出口断路器成套设备检修工艺规程

第一章技术参数

第一条发电机出口断路器成套设备技术规范

厂商

瑞士ABB

型号

HECS130XL

型式

SF6发电机断路器

制造和试验标准

IEEEC37.013及标书所列标准

设计环境温度℃

40℃－5℃

防护等级

控制柜和机构

IP55

每相外壳

IP65

操作机构

液压弹簧

操作循环

开关额定持续电流

CO-3min-CO

开关多相故障引起的遮断电流

CO-30min-CO

机械操作

CO-15s-CO

和断路器接口

离相封闭母线

跳闸线圈的数量

灭弧介质

SF6

绝缘水平

额定工频耐受电压,（有效值）

断口间：

80kV

对地：

60kV

额定雷电（IEC）或全波（ANSI）冲击电压,kV（峰值）

断口间：

150kV

对地：

125kV

额定频率Hz

50Hz

设计环境温度和额定频率下额定连续电流,kArms

18000A

额定短路电流,kArms（系统侧供应短路电流）

额定对称电流开断能力,kArms/不对称百分比

117kA/90%

额定非对称点开断能力,kArms

189.5kA

额定短路电流,kArms（发电机侧供应短路电流）

额定对称电流开断能力,kArms/不对称百分比

95kA/135%

额定非对称点开断能力,kArms

205kA

失步开断能力

对称电流kArms

112kA

失步角

180度

额定关合能力,kAcrest

360kA

额定短路耐受电流

kArms

130kA

秒

端部故障时额定瞬态恢复电压,（kV，有效值）

46.6kV

地面上1.5米，水平离开1米时最大的噪声水平,dBA

<120dB

额定连续电流下超过环境温度允许的最大温升,℃

用于温升计算的最热点温升限值

可以触及的部分

50℃

不可触及的外表面

110℃

容易接近的外壳和支撑结构

70℃

连接表面表面镀银，螺栓连接

105℃

导体连接点的外壳铝连接，螺栓或焊接

70℃

母线和发电机出口断路器连接

母线导体和连接点温度

105℃

外壳温度

70℃

机械性能

额定全开断时间

60ms

分闸时间，ms

345ms

闭合时间，ms

375ms

控制和仪表

额定控制电压下的闭合电流,A

1.5A

额定控制电压下的跳闸电流,A

1.5A

绝缘材料

套管

ResinCombinationEP450

支持绝缘子

ResinCombinationEP450

操作驱动

ARAMID

母线

母线材料

－

母线绝缘材料

－

外壳外壳材料

铝

隔离开关（串联隔离开关）

位置

断路器和主变中间

工频耐受电压,kV（峰值）

断口间及相对地间：

60kV

额定雷电（IEC）或全波（ANSI）冲击电压,kVrms

断口间及相对地间：

125kV

峰值耐受电流,kA（峰值）

360kA

短路耐受电流,kA

130kA/3s

操作时间,s

接地开关

位置

发电机侧

工频耐受电压,kV（峰值）

60kV

额定雷电（IEC）或全波（ANSI）冲击电压,kVrms

125kV

峰值耐受电流,kA（峰值）

360kA

短路耐受电流,kA

130kA/1s

操作时间,s

避雷器

厂商

ABB

位置

主变侧

型号

POLIMH27

类别

金属氧化物避雷器

MCOV额定值（持续运行电压）

27kV

额定电压

33.8kV

雷电冲击电流下的残压（8/20us，5kA）

75.2kV

标称放电电流峰值

20kA

放电计数器

无

浪涌电容器

厂商

ABB

位置

发电机侧/主变侧

型号

ICAR

电容,μF

0.13uF/0.13uF

工频耐受电压,kV（峰值）

60kV

额定雷电（IEC）或全波（ANSI）冲击电压,kVrms

125kV

电流互感器

位置

发电机侧

每相的数量

3只

总数

9只

变比

15000A：

5A：

准确等级

5P20/5P20/0.2s，60VA/60VA/60VA

电压互感器

位置

变压器侧

每相的数量

1只

总数

3只

标准

IEC60044-2

变比

21,000/√3：

100/√3：

100/√3

准确等级

25VA,0.2级；20VA，0.5级

结构

单相树脂浇注式

绝缘材料

环氧树脂

基本绝缘水平（BIL）,kV（峰值）

125kV

额定值和特征组

RVF1.9/8h

一次绕组额定电压,V

21,000/√3

一次侧接线方式

星形-中性点直接接地

一次绕组额定容量VA

45VA

二次绕组数量

二次绕组额定电压，V

100/√3：

100/√3

二次绕组接线方式

星形-3-相,4线（中性点直接接地

二次绕组容量，VA

25VA，0.2级，20VA，0.5级

一次侧熔断器型式

N.A.

一次侧熔断器遮断容量

N.A.

二次侧熔断器数量

待定

寿命

电气寿命

50％额定电流

1200次

100％额定电流

360次

50％额定短路电流

25次

100％额定短路电流

5次（建议检查）

不经常操作时的机械寿命

20000次

经常操作时的机械寿命

20000次

设备寿命

50年

大修周期

20年

冷却方式

强迫风冷

尺寸和重量

高mm

约2300mm

宽mm

5325mm

深mm

2250mm

重kg

约9500kg

最大独立元件的重量，kg

约6500kg

相间距

1200~1800

荷载

动荷载

415000N

静荷载

8500kg

跳闸线圈监视继电器（每个跳闸线圈一个）

是

形式/型号

EMAX-RAW-1D

用户使用的备用端子

空间加热器

需要

控制柜内部温度要求

高于露点

最小电压额定容量

约2000W

控制设备

可调的自动温度调节器或者固定湿度调节器

辅助设备电压

使用

电源标准

额定电压

辅助电源

CP-1

230V

控制电源AC

LV-1

230V

控制电源DC

DC-1

220V

插座

CP-1

230V

每台发电机出口短路器需要买方提供的电源

V/kW

回路

断路器操作机构电源

DC220/0.660

380V交流电源（用于隔离开关、接地开关、冷却系统等）

AC380/6kW

2（卖方负责电源自动切换，防止2个回路短接）

220V交流电源（用于加热器，和柜内照明）

AC220/2.5kW

控制电源

DC110/0.3

冷却器

型号型号

TAC

型号厂商

ABB

型号型式

顶置式

型号换热量（每相）

型号重量（每相）

420

型号电机（每相）

个

型号电机功率（每个）

0.55

型号运行电流18000A时，空气冷却器故障时，最长运行时间）

min

运行电流16000A时，空气冷却器故障时，最长运行时间）

min

型号1min后，负荷电流应降低的速率）

1kA/min降至13000A

第二条断路器技术数据

项目

1号机

2号机

3号机

型号

LTB245E1

额定电压

245kV

额定电流

4000A

额定短路开断电流

40kA

额定操作循环

O-0.3S-CO-3min-CO

分闸时间

17±2mS

合闸时间

合—分时间

≤28mS

26±3mS

≤28mS

26±3mS

≤28mS

26±3mS

全开断时间

40ms

分闸不同期

3ms

合闸不同期

5ms

操作机构

BLK222

无负荷机械操作次数

10000

马达工作电压

220V（DC/AC）

220V（DC）

马达功率

900W

电动机储能时间

最大15秒

合闸线圈工作电压

220V（DC）

合闸线圈功率

200W

分闸线圈工作电压

220V（DC）

分闸线圈功率

200W

加热元件

持续投入

70W

温控开关

140W

出厂编号

二）本体对六氟化硫气体要求

灭弧室SF6最大气压

0.8MPa

灭弧室SF6闭锁气压

0.6Mpa

灭弧室SF6工作气压

0.7MPa

SF6气体的年漏气率

＜1%

灭弧室SF6告警气压

0.62MPa

SF6气体的含水量V/V

＜150ppm

六氟化硫气体重

21kg

灭弧原理

压气式

第三条主要调试数据及技术标准：

一）LTB245E1SF6开关调试标准：

LTB72.5—245E1带BLK222机构

分相操作试验标准

LTB72.5—245E1分相操作

SF6气压0.7—0.8兆帕（绝对值）1

合闸速度1（轴上）vt1m/s

7.4—8.0

合闸时间t1ms

Max28

行程mm

160±3

分闸速度（轴上）vfm/s

8.0—8.7

分闸时间（线圈1和线圈2）t2ms

17±2

震荡Fmm

Max12±2

超程Gmm

1.5—5

合—分时间TFms

26±3

合闸弹簧预储能度

100°--140°

分闸弹簧预储能mm

2--12

断路器接触电阻μΩ

Max49

参数名称

气温压力条件

单位

实值

SF6

分子量

146

临界温度

℃

45.6

－146.8

临界压力

MPa

3.77

3.28

溶点（三态点）

－50.8

－210

沸点（升华点）

－63.8

－196

介电常数

1个大气压250C

1.002

1.0005

气态密度

1个大气压200C

kg/m3

6.16

1.215

液态密度

00C

T/m3

1.57

250C

T/m3

1.33

音速

200C

m/s

134

349

导热系数

300C

焦耳/秒米0C

0.0141

0.0214

定压比热

1个大气压250C

焦耳/克分子0C

97.1

28.7

二）SF6气体的质量标准：

SF6气体的质量标准

指标名称

指标

四氟化硫（CF4）

≤０.０５％（质量分数）

空气（Ｎ２＋Ｏ２）

≤０.０５％（质量分数）

湿度（Ｈ２Ｏ）

≤８µg／g

酸度（以ＨＦ计）

≤０.３µg／g

可水解氟化物（以ＨＦ计）

≤１.０µg／g

矿物油

≤１０µg／g

纯度（ＳＦ６）

≥９９．８％（以质量分数）

毒性

生物试验无毒

三）ＳＦ６电气设备在２０℃时气体湿度的允许值：

隔室

有电弧分解物的隔室（μＬ／Ｌ）

无电弧分解物的隔室（μＬ／Ｌ）

交接验收值

≤１５０

≤５００

运行允许值

≤３００

≤１０００

注：

ＳＦ６设备气体压力在０.１ＭＰa表下湿度允许值可以放宽。

由供需双方商定

第四条SF6开关螺栓连接力矩

螺纹

拧紧力矩单位（NM）

安装部位

力矩

M24

密度监视器管螺母

分-合闸指示牌

分-合闸指示牌外盖板

M12

紧固操作机构

M14

传动拉杆

190

M16

紧固操作机构

190

M20

瓷瓶极柱基础紧固

300

M20

支架撑板、极柱基础紧固

430

M24

支架脚紧固

300~350

第二章检修周期和检修项目

第五条检修周期

日常维护：

检测类型

检查周期

断路器状态

资格要求

目测检查（既巡回检查）

１－２年

设备不停电

未经特殊培训的变电站人员

预防性维护：

（设备停电小修）

检测类型

检查周期

断路器状态

资格要求

线路断路器

15年时，

对LTB245E1型断路器

∑n×I2＝20000

设备停电

维护工作的人员

变压器断路器

15年时，

对LTB245E1型断路器

∑n×I2＝20000

不同期

2500次电气操作

同期

5000次电气操作

大修

检测类型

检查周期

断路器状态

资格要求

大修

30年以后或10000次操作或

对LTB245E1型断路器

校验：

∑n×I2＝20000

设备停电

经ABB授权进行组装、调试和维护工作的人员

第六条断路器的运行寿命：

一）LTB245E1型断路器的运行寿命将超过30年或10000次机械操作。

以下各点是保证断路器具有较长的运行寿命：

1）限制弧触头的烧损。

2）每相灭弧单元都装上运行寿命等于断路器寿命的干燥剂。

3）在气室的轴承是免维护的。

4）采用双密封圈密封。

二）打开灭弧单元两个原因：

1）如果断路器断开的短路次数乘以短路电流，既满足了ΣN×I2=20000式中要求

N=短路次数

I=短路电流（KA，有效值）

2）如果切除负荷电流（绝大多数是整流电流）和投切线路，电抗器，电容器的次数已达到检查表中题目为“检查周期”中规定的水平。

投入负荷电流通常不会引起任何触头磨损。

3）需打开灭弧单元的其他原因只限于机械故障或由于驱动系统调整不正确可能引起灭弧单元内部元件损坏。

第七条临时检修及项目

一）跟随主变及线路停役时检修

二）根据设备缺陷情况而定，有明显发热、漏气或拒动，严重影响安全运行的必须进行检修

三）检查并清扫瓷瓶极柱

四）检查各处联接螺栓是否松动

五）按要求在转动摩擦部位加润滑油

第三章检修准备工作

第八条修前准备

一）根据运行、试验以及上次检修情况和现场观察，弄清开关存在的问题，确定检修内容和重点检修项目，编制安全措施和技术组织措施

二）组织人力，安排施工进度

三）准备工具、机具、材料、测试仪器和备品备件

四）准备记录表格和检修报告等有关资料

五）按安全工作规程要求办理工作票，完成检修开工手续

六）停电后的外部检查

第九条停电后对开关本体及操作机构的外部检查：

一）对开关进行检查前，工作人员应切除交流、直流操作电源，方能进行工作，以保证工作的安全

二）瓷瓶极柱有无破损，瓷柱铸铁法兰有无裂纹

三）检查导电部位有无发热痕迹

四）检查操作机构各转动、传动部位，各部件有无损坏变形

五）在确保检查试验无异常的情况下，再做电气分、合闸操作，观察其动作情况

六）做好上述检查维护的记录，以确定检修重点

第四章：

维护工艺

第十条日常检查及维护

日常检查

检查周期

要求

１、外部清洁度

２、加热器功能

３、SF6气体压力

４、阀和排放孔

1-2年

1、发现异常应立即报告

2、SF6气压正常

3、计数器计数正常

4、指示灯指示正常

5、记录操作次数

6、检查加热器是否工作正常

第十一条小修检查项目及周期

检修工艺

检查周期

质量标准

绝缘套管

1、目视检查和清扫

2、冲洗和擦拭，以清洁绝缘子

3、用力矩扳手检查螺栓／螺母

4、用冲洗设备、干布或工业清洗剂清除瓷柱上的污垢

5、检查瓷瓶底座

6、检查阀和排放孔

15年或5000次机械合-分操作或由于气候条件需要时

1、铸铁法兰应无裂纹，铸铁法兰和瓷柱的胶合物应无脱落

2、力矩按表１-６要求

超声波试验

用超声波检查有无裂纹

30年或10000次机械合-分操作

瓷瓶应无破损，无裂纹

SF6

气体

用SF6充气设备，充SF6

必要时

应在湿度＜80%下进行

断路器正常气压下的露点

充气后24周，运行15年或5000次机械合-分操作

用露点测量设备

露点最高-50C（水份≤150PPm）

主电流回路

操作频率

＜每年100次操作

15年

检查主回路电阻;试验电流至少200A;

接触电阻≤40~55μΩ

操作频率

＞每年100次操作

（小电流、小电容电流）

6年或非同步的：

2500次电气操作同步：

5000次电气操作

检查主回路电阻

试验电流至少200A

接触电阻≤40~55μΩ

热影像测量

检查断路器外部部件的温度增加

2年或2500次机械合-分操作

应考虑测量期间负荷电流和测量前3-4小时的负荷电流剧烈变化

触头和灭弧单元

1、抽去SF6气体，断路器打开，瓷套管被吊开，才可以检查触头和压气缸的PTFE部件

2、另一种情况是只能取掉顶盖，用光纤管道内窥镜检查

15年或10000次机械合-分操作或对LTB245E1型：

∑n×I2＝20000

非同步的2500次电气操作同步5000次电气操作

更换PTFE部件和触头

检修工艺

检查周期

质量标准

机构

检查外臂和机构对应孔

15年或5000次机械合-分操作

对应孔应正对

拉杆系统

1、检查拉杆有无锈蚀

2、清洁拉杆、轴孔，所有转动部位加润滑脂

3、轴销和轴孔晃动间隙偏大要更换

15年或5000次机械合-分操作

1、拉杆不变形；轴孔、轴套和轴销无伤痕

2、检查拉杆系统的螺栓紧固力矩，力矩符合表1-6要求

操作安全性

测量最低动作电压

测量、检查动作时间

15年或5000次机械合-分操作

1、最低动作电压在30%~65%额定电压之间

2、线圈的合闸时间：

＜85%额定值

3、可变的直流电源系统线圈的分闸时闸：

＜70%额定值

电动机电流

电动机电流应在储能冲击将结束时检测

15年或5000次机械合-分操作

最大储能时间：

20秒

电动机在额定电压下必须至少能将弹簧拉紧85%

缓冲器

1、检查油位或操作期间的阻尼记录

2、油位检查，可以取出缓冲器检查或用超声波试验检查，油位和容积在操作机构产品说明中做了规定

3、阻尼可在操作期间用断路器分析仪记录。

它的传感器接到断路器的机械操作拐臂（分闸缓冲器）和操作机构的操作轴上（合闸缓冲器）。

15年或5000次机械合-分操作

应符合要求

掣子装置

1、检查和清洁掣子装置的轴

2、检查掣子装置（2000次操作后用“M”润滑剂润滑）

15年或5000次机械合-分操作

检查磁铁臂和辅助掣子之间的间隙，如＞1mm，更换整个掣子装置

限位开关

在弹簧拉紧的最终阶段，电动机回路断开前合闸回路必须接通

15年或5000次机械合-分操作

限位开关应动作正确

加热器元件

测量电阻

15年或5000次机械合-分操作

70W，220V：

R=691Ω±10%

140W，220V：

R=345Ω±10%

端子排

检查螺钉或销钉

15年或5000次机械合-分操作

端子螺钉应紧固

检修工艺

检查周期

质量标准

SF6气体密封

检查压力传感器和密度监视器的信号/闭锁接点。

用空气或氮气给密度监视器加压，慢慢降低压力并读取压力表，必须用单独的压力表记录压力。

检查期间最低的允许电压是30V。

15年或5000次机械合-分操作

20℃时允许充气压力的最大偏差为：

－0.02/+0.05MPa

密度监视器：

±0.015MPa

信号和闭锁压力之间的差：

>0.01MPa

腐蚀

外部目视检查，必要时用防锈剂处理

15年或5000次机械合-分操作

设备无锈蚀

润滑

1、检查和润滑掣子

2、操作时必须带防护手套，穿长袖工作服和带护目镜

3、溢出的油脂用吸附剂覆盖按化学废物处理

15年或2000次机械合-分操作

将掣子装置的轴润滑

蜗轮蜗杆

检查蜗轮外壳的油面

15年或5000次机械合-分操作

油面满足要求

操作试验

操作试验和测量动作时间结合进行

5年或按用户惯例

参看前面数据表格

第十二条大修

一）维护开始以前，应进行以下准备工作：

1）断路器在分闸位置

2）隔离并接地

3）断开电动机电源

4）进行一次合-分操作，这样弹簧被释放

5）切断操作电源，必要时也要切断加热器电源

检修工艺

质量标准

拆除前准备及开关本体安全、技术导则

1-工作人员必须准备可过滤微粒和酸性气体的带过滤器的全遮盖面罩

2-必须穿长袖工作服

3-准备塑料或橡胶防护手套

4-必须有ABB工作人员在现场指导

5-准备必要的备品、备件

6-严禁在雨天和其它恶劣气候条件下或相对湿度≥80%情况下拆卸，现场湿度%

7-开关应处于分闸位置，并有“在此工作”标示牌

8-开关两侧必须可靠接地

9-检查和记录开关的动作值（合分为1次）

ABC

10-拉开开关操作机构的交流电源及控制直流

11-将切换开关放置就地，进行一次合-分操作释放操作机构弹簧的能量

12-用SF6气体处理设备回收气体并对开关抽真空至133Pa，充大气压力的干燥氮气然后重新抽真空，这样自由漂浮的尘埃就从断路器中抽出，最后，重新充以大气压力的干燥氮气

13-如果氮气排放到大气中，应经微粒和吸收过滤器，排放应在室外和地面进行

拆除解体安全、技术导则及清洁和废物处理（检修有两种方式）

一、将整个开关本体拆开运到检修车间，在那里进一步拆卸检修

1-拆下操作机构和本体之间的拉杆及和本体相连的防雨管

2-拆下密度继电器，安装密封帽

3-用吊带将开关吊住

4-拆除开关两侧引线

5-拆除本体基础支架上的4颗螺栓

6-开关具备起吊条件

二、分拆灭弧单元、支持瓷瓶（在我厂大修建议采用此方法）

1-必须在天气晴朗和室外条件和室内类似时

2-拆下操作机构和本体之间的拉杆及和本体相连的防雨管

3-拆下密度继电器，安装密封帽

4-拆除开关两侧引线

5-拆除人员应使用个人防护用具，如工作服、防护手套和面罩

6-在打开灭弧单元时，气体应完全排空到大气压力

7-将灭弧室用吊带拉紧

8-拆除支持瓷瓶和灭弧室之间螺丝

9-吊起灭弧室

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