大功率广播发射台35kV真空断路器典型故障的分析和探讨
2020-12-28
广播发射台站技术系统一般由发射系统、节目传输系统、变配电系统、天馈线系统、冷却系统、信息化系统等组成,其中,变配电系统是整个发射台站的动力源泉。对于一个最高电压等级为35 kV的大功率国家级广播发射台来说,35 kV真空断路器是变配电系统里35 kV开关柜的核心设备,又是容易造成整个发射台发生电力事故的地方,所以,当35 kV真空断路器在投入中出现故障时,技术人员能否快速处理并恢复运行是广播发射台安全传输发射工作中的一个关键环节。2 35 kV真空断路器工作原理及在广播发射台站中的应用2.1 35 kV真空断路器工作原理35 kV真空断路器的机构与灭弧室设计合为一体,其拥有专用的弹簧储能式操作机构,且采用两用电动机进行交直流储能操作,也可用手动操作。具体工作原理如下:合闸原理:当操作机构的合闸线圈通电,合闸线圈内弹簧机构将吸合,吸合后顶出的力臂会触发各种连杆机构使真空灭弧室的动导电杆动作,将断路器置合闸状态。分闸原理:当操作机构的分闸线圈通电,分闸线圈内弹簧机构将吸合,吸合后顶出的力臂会使锁扣机构释放,断路器此时会在分闸弹簧的作用下快速断开,将断路器置分闸状态。灭弧原理:35 kV真空断路器的灭弧方式为真空阻隔,在真空状态下气体不易产生游离,而且真空的绝缘强度比大气的绝缘强度要高。开关分闸时容易使各触头间产生电弧,此时,触头的表面会挥发出金属蒸气,由于断路器的动静触头上有特殊设计的槽,在电流通过时产生一个横向或纵向的磁场,使电弧快速转动。电弧在自然过零时熄灭,避免高压触头过热。2.2 35 kV真空断路器在广播发射台站中的应用35 kV真空断路器有结构简单、开断能力强、寿命长、操作功能齐全、无爆炸危险等优点,适用于广播发射台等重要负荷的单位。以无线电台管理局内大部分台站通用的35 kV单母线分段运行方式变配电系统为例,如图1所示。两路外电输送到电台进线35 kV真空断路器供给发射台总电源,两路外电断路器输出端都接入35 kV母线,互为主备,正常运行情况下由主用35 kV外电线路真空断路器处合闸状态,备用35 kV外电线路真空断路器处热备状态,然后输出至输出柜通过35 kV真空断路器控制,将35 kV电源输入主用变压器初级变换成10 kV电源输出至10 kV母线,该主变压器互为主备,再由10 kV母线为发射系统高压侧等处供电,最末端则是由10kV变换成400 V级配电系统为下端重要负荷供给低压电源。综上所述,35 kV高压断路器是广播发射台站中最重要的设备之一,因为运行中的35 kV真空断路器如果发生故障跳闸,必定造成全台大面积停电事故。从图1来看,假设在播音时段运行中的35kV输出柜中的35 kV高压断路器因故障跳闸,则会造成停播事故,这种情况下假设备用35 kV高压断路器亦有故障,导致无法立即倒用备用电源恢复供电,将有可能扩大停播时间。因此,掌握35 kV高压断路器工作原理,熟悉常见故障点,必将有利于排除35 kV高压断路器故障,更好地保障安全播出工作。3典型故障实例解析3.1开关柜分、合闸延时故障发射台配电室技术人员在检修35 kV设备时,发现使用后台无法远程快速断开配电室35 kV备用主变开关柜,随后技术人员准备到现场查看情况时,开关柜突然发出动作声,查看后台供电系统图及机器面板确定开关柜已分闸,然而从控制室后台操作到技术人员准备去现场的时间相差近10 s,也就是说该柜真空断路器分闸时间延时了近10 s。