高压发电机组开关柜不能合闸故障案例四则
发布时间：2025-03-26 点击：38
技术维修与康明斯知识
高压发电机组开关柜不能合闸故障案例四则
柴油发电机组的供电系统重要性是不言而喻的，但是供电系统在使用和运行过程中，不可避免地会出现各种故障。要求电气维修人员具有过硬的技术、丰富的经验，能及时排除故障，减少柴油发电机组停机所造成的损失。但是，供电系统的故障现象千差万别，某些故障错综复杂，而一些维修人员能力和经验不足，不能及时排除故障，导致设备长时间停用，造成不小损失。以下为康明斯公司为您准备的故障案例四则，提供维修人员参考。
高压发电机组开关柜外形图
1、故障设备案例一
某10kv高压发电机组开关柜，用于控制10kv康明斯1800kw柴油发电机组。
●故障现象：
用手动方式进行合闸操作时，开关柜中的主断路器不能合闸，而控制电源中的自动开关跳闸。
●诊断分析：
（1）进行直观检查，合闸电流线圈已完全烧焦。在wgb-111n保护装置电子板上，“手动合闸”和“分闸回路”的端子引出线烧断。
（2）断路器的合闸控制回路接线见图1。进行手动合闸时，控制开关sa1的触点①、②闭合，合闸线圈km通电，同时自保持继电器ka3线圈得电，其常开触点闭合。当sa1返回，触点①、②断开时，回路由ka3的常开触点保持通电。断路器合闸到位后，其辅助常闭触点qf断开，切断合闸回路的电流。
图1高压发电机组断路器控制回路接线
（3）对手动合闸回路中的部件进行检查，发现ct型手动弹簧储能操动机构已经严重锈蚀并卡死，这导致断路器的三相主触头合不上。
（4）由此产生的严重后果是：辅助常闭触点qf不能断开，合闸回路长时间通电，造成km和ka3线圈烧坏，并导致合闸电源l＋、l－短路跳闸。
●故障处理：
更换合闸线圈km、继电器ka3和手动操动机构。
●经验总结：
高压发电机组开关柜手动操动机构的机械部分，要定期进行润滑和保养。
2、故障设备案例二
某公司变电所中的5＃高压发电机组开关柜（10kv，用于控制一台1600kw高压柴油发电机组）。
●故障现象
值班电工按照调度员的命令，对5＃高压柜进行送电操作。在断路器合闸过程中，听到开关柜内发出“嘣”的巨大声响，合闸操作失败。
●诊断分析
（1）5＃高压柜的电气主回路见图2，断路器为zn28-10型手车式真空断路器。拉出手车进行检查，此时断路器实际机械位置显示为分闸位置，但是在电气间隔的显示装置中，却显示c相回路还在带电状态。
图2高压发电机组的电气主回路
（2）检查真空灭弧室的外观，透过玻璃外壳，可以看到a相和b相真空灭弧内部很正常，屏蔽罩等部件干净明亮，而c相灭弧室内部的屏蔽罩表面发黑，还有明显的烧灼痕迹，由此初步确定c相真空灭弧室的真空度已经严重下降。
（3）对断路器的三相分别进行交流耐压试验，发现a相和b相都能达到规范要求（42kv/min），而c相试验电压升至3kv时，真空灭弧室就被击穿。
（4）电力行业标准中明确规定：真空断路器在允许储存期的期末，真空灭弧室内部的气体压强不得大于6.6×102pa；真空灭弧室随同真空断路器出厂时，真空灭弧室内部气体压强不得大于1.33×102pa。采用真空度测试仪对断路器的真空度进行检测，a相为4×102pa，b相3.4×102pa，而c相为25×102pa，这说明 c相灭弧室的真空度已经基本失效。
●故障处理
更换c相真空断路器。
●经验总结
真空断路器是以真空作为绝缘介质和灭弧手段的断路器，它是电力系统中重要的控制和保护电器。如果存在故障和缺陷，就起不到控制和保护作用，甚至引发电网故障和人身事故。所以要定期或不定期地观察、检测真空断路器的真空度和绝缘性能，对达到使用寿命，或有异常现象的真空灭弧室，要及时地进行更换。
3、故障设备案例三
10kv高压发电机组开关柜，用于1台2000kw康明斯柴油发电机组。
●故障现象
在合闸操作过程中，出现不能电动合闸的故障现象。
●诊断分析：
（1）进行手动操作，可以正常合闸，这说明机械传动部件没有问题。
（2）检查合闸控制电路，继电器、合闸线圈、辅助触点、连接导线等，都在完好状态。
（3）断路器合闸失灵故障，除操作机构及电气回路故障外，操作电源的问题也不容忽视。这台断路器的合闸电源是直流蓄电池组，已经运行了好几年，几个月之前已经发现有一只蓄电池电压严重下降。
（4）测量合闸母线电压，为215v，电压似乎不低。但这是空载电压，合闸时冲击电流很大，达到100a以上，如果有蓄电池组有故障，其电源内阻就会加大，导致端电压大大下降。
（5）经实测，在合闸瞬间，蓄电池组的端电压不足100v，此时合闸铁芯虽然能动作，但因电磁力不够，机构提升不到位，开关合不上闸。
●故障处理：更换有故障的蓄电池。
该用户同机房内另有一台10kv高压发电机组开关柜，用于控制10kv另一部2#康明斯发电机组。对线路检修完毕后，准备合闸送电。当微机发出合闸指令后，断路器发生跳跃现象，持续不断地“合闸一分闸”，致使送电时间延迟几个小时，造成了用户的经济损失。
检查直流操作电源，在完好状态。检查合闸接触器、中间继电器、连接导线，没有发现异常情况，而且合闸接触器已经动作。再检查断路器的操动机构，发现托架与滚轮轴咬合吃度过小，导致合闸机构不能挂牢而脱落，合闸位置不能维持。调整合闸机构后，故障得以排除。
●经验总结：
（1）在使用直流操作电源的柴发机房电气设备中，应当使用免维护蓄电池组。还要对免维护蓄电池进行定期检测，及时修理或更换不符合要求的蓄电池，以保证操作系统正常工作。
（2）断路器在合闸时，如果出现跳跃现象，常见原因是：蓄电池电压不足、硅整流元件损坏、断路器的辅助常闭触点过早断开、继电器触点粘连、操动机构位置调整不正确等。
4、故障设备案例四
某高压发电机组开关柜，第二次操作时不能合闸
●故障现象
对高压发电机组开关柜的微机保护装置进行改造后，把真空断路器放在试验位置试车，第一次合闸、分闸动作都正常，但进行第二次合闸时，发现断路器不能合闸。
●诊断分析：
（1）检查微机保护装置的插接件，已经插接到位。
（2）检查合闸回路接线，没有接触不良的问题。
（3）对控制回路进行测量，发现断路器在第一次合分闸之后，即使未按合闸按钮，微机保护装置的合闸输入回路仍有合闸信号。而在正常情况下，如果不按合闸按钮，微机保护装置不应该有合闸信号。
（4）对控制电路进行仔细检查，发现断路器原来就有防跳回路，但是在进行微机改造时，在微机保护装置中又设置了防跳回路。这两套防跳功能共存时，可能发生冲突。
●故障处理
打开断路器的面板，通过跳线将断路器本体的防跳功能去掉，而保留微机保护装置内部的防跳功能。重新操作后，多次合闸和分闸都很正常。
●经验总结
如果断路器在第二次操作时合不上闸，可能是电路中有持续的合闸信号，也就是防跳闭锁环节在起作用。
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高压发电机组开关柜外形图
1、故障设备案例一
某10kv高压发电机组开关柜，用于控制10kv康明斯1800kw柴油发电机组。
●故障现象：
用手动方式进行合闸操作时，开关柜中的主断路器不能合闸，而控制电源中的自动开关跳闸。
●诊断分析：
（1）进行直观检查，合闸电流线圈已完全烧焦。在wgb-111n保护装置电子板上，“手动合闸”和“分闸回路”的端子引出线烧断。
（2）断路器的合闸控制回路接线见图1。进行手动合闸时，控制开关sa1的触点①、②闭合，合闸线圈km通电，同时自保持继电器ka3线圈得电，其常开触点闭合。当sa1返回，触点①、②断开时，回路由ka3的常开触点保持通电。断路器合闸到位后，其辅助常闭触点qf断开，切断合闸回路的电流。
图1高压发电机组断路器控制回路接线
（3）对手动合闸回路中的部件进行检查，发现ct型手动弹簧储能操动机构已经严重锈蚀并卡死，这导致断路器的三相主触头合不上。
（4）由此产生的严重后果是：辅助常闭触点qf不能断开，合闸回路长时间通电，造成km和ka3线圈烧坏，并导致合闸电源l＋、l－短路跳闸。
●故障处理：
更换合闸线圈km、继电器ka3和手动操动机构。
●经验总结：
高压发电机组开关柜手动操动机构的机械部分，要定期进行润滑和保养。
2、故障设备案例二
某公司变电所中的5＃高压发电机组开关柜（10kv，用于控制一台1600kw高压柴油发电机组）。
●故障现象
值班电工按照调度员的命令，对5＃高压柜进行送电操作。在断路器合闸过程中，听到开关柜内发出“嘣”的巨大声响，合闸操作失败。
●诊断分析
（1）5＃高压柜的电气主回路见图2，断路器为zn28-10型手车式真空断路器。拉出手车进行检查，此时断路器实际机械位置显示为分闸位置，但是在电气间隔的显示装置中，却显示c相回路还在带电状态。
图2高压发电机组的电气主回路
（2）检查真空灭弧室的外观，透过玻璃外壳，可以看到a相和b相真空灭弧内部很正常，屏蔽罩等部件干净明亮，而c相灭弧室内部的屏蔽罩表面发黑，还有明显的烧灼痕迹，由此初步确定c相真空灭弧室的真空度已经严重下降。
（3）对断路器的三相分别进行交流耐压试验，发现a相和b相都能达到规范要求（42kv/min），而c相试验电压升至3kv时，真空灭弧室就被击穿。
（4）电力行业标准中明确规定：真空断路器在允许储存期的期末，真空灭弧室内部的气体压强不得大于6.6×102pa；真空灭弧室随同真空断路器出厂时，真空灭弧室内部气体压强不得大于1.33×102pa。采用真空度测试仪对断路器的真空度进行检测，a相为4×102pa，b相3.4×102pa，而c相为25×102pa，这说明 c相灭弧室的真空度已经基本失效。
●故障处理
更换c相真空断路器。
●经验总结
真空断路器是以真空作为绝缘介质和灭弧手段的断路器，它是电力系统中重要的控制和保护电器。如果存在故障和缺陷，就起不到控制和保护作用，甚至引发电网故障和人身事故。所以要定期或不定期地观察、检测真空断路器的真空度和绝缘性能，对达到使用寿命，或有异常现象的真空灭弧室，要及时地进行更换。
3、故障设备案例三
10kv高压发电机组开关柜，用于1台2000kw康明斯柴油发电机组。
●故障现象
在合闸操作过程中，出现不能电动合闸的故障现象。
●诊断分析：
（1）进行手动操作，可以正常合闸，这说明机械传动部件没有问题。
（2）检查合闸控制电路，继电器、合闸线圈、辅助触点、连接导线等，都在完好状态。
（3）断路器合闸失灵故障，除操作机构及电气回路故障外，操作电源的问题也不容忽视。这台断路器的合闸电源是直流蓄电池组，已经运行了好几年，几个月之前已经发现有一只蓄电池电压严重下降。
（4）测量合闸母线电压，为215v，电压似乎不低。但这是空载电压，合闸时冲击电流很大，达到100a以上，如果有蓄电池组有故障，其电源内阻就会加大，导致端电压大大下降。
（5）经实测，在合闸瞬间，蓄电池组的端电压不足100v，此时合闸铁芯虽然能动作，但因电磁力不够，机构提升不到位，开关合不上闸。
●故障处理：更换有故障的蓄电池。
该用户同机房内另有一台10kv高压发电机组开关柜，用于控制10kv另一部2#康明斯发电机组。对线路检修完毕后，准备合闸送电。当微机发出合闸指令后，断路器发生跳跃现象，持续不断地“合闸一分闸”，致使送电时间延迟几个小时，造成了用户的经济损失。
检查直流操作电源，在完好状态。检查合闸接触器、中间继电器、连接导线，没有发现异常情况，而且合闸接触器已经动作。再检查断路器的操动机构，发现托架与滚轮轴咬合吃度过小，导致合闸机构不能挂牢而脱落，合闸位置不能维持。调整合闸机构后，故障得以排除。
●经验总结：
（1）在使用直流操作电源的柴发机房电气设备中，应当使用免维护蓄电池组。还要对免维护蓄电池进行定期检测，及时修理或更换不符合要求的蓄电池，以保证操作系统正常工作。
（2）断路器在合闸时，如果出现跳跃现象，常见原因是：蓄电池电压不足、硅整流元件损坏、断路器的辅助常闭触点过早断开、继电器触点粘连、操动机构位置调整不正确等。
4、故障设备案例四
某高压发电机组开关柜，第二次操作时不能合闸
●故障现象
对高压发电机组开关柜的微机保护装置进行改造后，把真空断路器放在试验位置试车，第一次合闸、分闸动作都正常，但进行第二次合闸时，发现断路器不能合闸。
●诊断分析：
（1）检查微机保护装置的插接件，已经插接到位。
（2）检查合闸回路接线，没有接触不良的问题。
（3）对控制回路进行测量，发现断路器在第一次合分闸之后，即使未按合闸按钮，微机保护装置的合闸输入回路仍有合闸信号。而在正常情况下，如果不按合闸按钮，微机保护装置不应该有合闸信号。
（4）对控制电路进行仔细检查，发现断路器原来就有防跳回路，但是在进行微机改造时，在微机保护装置中又设置了防跳回路。这两套防跳功能共存时，可能发生冲突。
●故障处理
打开断路器的面板，通过跳线将断路器本体的防跳功能去掉，而保留微机保护装置内部的防跳功能。重新操作后，多次合闸和分闸都很正常。
●经验总结
如果断路器在第二次操作时合不上闸，可能是电路中有持续的合闸信号，也就是防跳闭锁环节在起作用。
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