三峽電力職業(yè)學(xué)院 李 莉
2011年5月11日15時(shí),220千伏彩云變10千伏彩5電容器投運(yùn)時(shí)5彩容1柜故障,彩1022、4彩容1、5彩容1斷路器跳閘。檢查發(fā)現(xiàn)5彩容1開關(guān)柜CT上部一次引線相間發(fā)生三相短路,5彩容1CT二次線燒毀。
故障前運(yùn)行方式:彩1022(CT變比4000/5)帶10kV南母II段運(yùn)行;4彩容、5彩容(CT變比600/5)均在南母II段運(yùn)行。
故障設(shè)備情況:
開關(guān)柜:江蘇新匯源KYN28-12;斷路器:廈門華電VEP12T;避雷器:西安神電YH5WR-17/45;電流互感器:江蘇靖江互感器廠LZZBJ9-10A1。2008年9月出廠,12月投運(yùn)。
天氣情況:晴
經(jīng)過對現(xiàn)場保護(hù)裝置動作報(bào)告、故障錄波報(bào)告、故障信息系統(tǒng)報(bào)告等分析,情況如下:
彩2主變保護(hù)A盤后備保護(hù)(型號RCS978E,廠家南瑞繼保)III側(cè)過流I段動作,動作時(shí)間15:01:17:475,相對動作時(shí)間805;二次動作電流30A;
彩2主變保護(hù)B盤后備保護(hù)(型號RCS978E,廠家南瑞繼保)III側(cè)過流I段動作,動作時(shí)間15:01:18:176,相對動作時(shí)間805;二次動作電流30A;
4彩容保護(hù)(型號RCS9631C,廠家南瑞繼保)低電壓動作,動作時(shí)間15:01:18;
5彩容保護(hù)(型號RCS9631C,廠家南瑞繼保)低電壓動作,動作時(shí)間15:01:18;
由此可見,1022動作后,南母II段母線失壓導(dǎo)致電容器隨后動作。
現(xiàn)場檢查1022、4彩容、5彩容開關(guān),發(fā)現(xiàn)5彩容斷路器下端和CT上端頭之間燒焦痕跡嚴(yán)重,確定為故障點(diǎn)。
其中:主變后備保護(hù)III側(cè)過流保護(hù)范圍為1022CT下端開始到10kV南母II段母線、各條分路,電容器過流保護(hù)范圍為CT下端開始。5彩容斷路器下端和CT上端頭有短路,電流明顯增大,二次短路電流最大值30A,由于在電容器電流保護(hù)范圍之外且南母II段仍帶電,不滿足電容器保護(hù)動作條件,電容器保護(hù)不動作,主變后備保護(hù)III側(cè)電流一段定值10.5A,此時(shí),后備保護(hù)III側(cè)電流一段動作,1022跳閘,南母II段失壓,4彩容、5彩容低電壓動作。保護(hù)動作正確。
(1)2011年5月10日彩云變彩5電容器保護(hù)過流動作,5彩容1開關(guān)動作跳閘。檢修人員現(xiàn)場對彩5電容器組進(jìn)行檢查、試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),因彩5電抗容器圍欄內(nèi)有小動物進(jìn)入(貓),造成彩5電容器串聯(lián)電抗器A、B相間短路,A、B相間有明顯放電痕跡。
檢修人員對彩5電容器組及電纜進(jìn)行了例行的檢查試驗(yàn),檢查設(shè)備除有明顯短路放電痕跡外無其他異常,試驗(yàn)數(shù)據(jù)正常,見附件1;彩5電容器組高壓電纜外觀檢查及絕緣均合格。
(2)將該次測量結(jié)果進(jìn)行溫度修正后與2009年12月測量結(jié)果比較無明顯異常,其他試驗(yàn)項(xiàng)目數(shù)值與2009年12月測量結(jié)果比較均正常。
(3)5月12日對彩5電容器組各元件及高壓電纜又進(jìn)行了檢查試驗(yàn),各試驗(yàn)數(shù)據(jù)與5月10日數(shù)據(jù)對比無明顯變化,結(jié)論正常。
(4)通過3次檢查及試驗(yàn)情況可判斷,因小動物造成的短路發(fā)生在A、B相電抗器引線之間,彩5電容器組各元件無損壞及異常,僅對A相電抗器外部造成一定放電痕跡,無影響運(yùn)行的問題。但5月10日未對5彩容1開關(guān)柜內(nèi)進(jìn)行試驗(yàn)。
(1)5月11日,彩云變5彩容1柜故障后,現(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn)故障點(diǎn)在開關(guān)柜內(nèi)CT上部一次引線相間發(fā)生三相短路,外觀檢查其中B、C相短路痕跡較嚴(yán)重,A相為輕微燒傷,本體開關(guān)內(nèi)金屬隔板受電弧熱浪造成變色和輕微變形,開關(guān)柜后下部玻璃觀察窗承受壓力釋放破裂,避雷器、零序CT、開關(guān)手車等其他元件外觀無明顯異常。A、B、C三相相間距離滿足規(guī)程要求,為130mm。
(2)5月12日,對5彩容1開關(guān)柜內(nèi)避雷器及CT進(jìn)行了檢查試驗(yàn),試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)避雷器工頻放電電壓由原29千伏降低為24千伏,分析為受過電壓造成內(nèi)部閥片部分擊穿。CT檢查發(fā)現(xiàn)三相CT外絕緣均受損。
(3)可判斷為因操作過電壓造成CT上部引線處短路并造成避雷器內(nèi)部故障。
(1)從避雷器的試驗(yàn)結(jié)論可分析,系統(tǒng)當(dāng)時(shí)應(yīng)產(chǎn)生操作過電壓,操作過電壓的理論數(shù)值為最大相電壓的3~4倍,設(shè)備在定型、制造時(shí)均考慮應(yīng)能承受操作過電壓的能力,但操作過電壓屬于諧振過電壓情況,振蕩頻率范圍由幾十赫茲到幾千赫茲,并且振蕩波形對設(shè)備放電電壓水平有很大影響,并非恒定。
(2)5月10日電容器過流I段動作跳閘,故障電流應(yīng)大于1400A,該CT額定電流為600A,單從本次跳閘來說不應(yīng)對CT內(nèi)外部絕緣造成破壞,但電容器柜屬于長期大負(fù)荷運(yùn)行的設(shè)備(正常負(fù)荷電流約為440A左右),CT的接線端子較小,不排除長期運(yùn)行有內(nèi)、外部發(fā)熱的情況,而過流跳閘大電流產(chǎn)生的電動力和熱效應(yīng)也會對CT的接線端子連、內(nèi)部絕緣造成影響。
(3)根據(jù)現(xiàn)場檢查情況,CT內(nèi)、外部絕緣均已破壞,可判斷該故障起因?yàn)镃T絕緣內(nèi)、外絕緣未承受操作過電壓而造成接地后引發(fā)CT上部接線端子處三相短路。
(4)雨后高壓室內(nèi)濕度有一定變大,會導(dǎo)致發(fā)生操作過電壓時(shí)CT絕緣更易擊穿;開關(guān)柜內(nèi)母排未加熱縮,會導(dǎo)致故障范圍擴(kuò)大。
事故發(fā)生后,對于相關(guān)設(shè)備,需采取一下措施:對彩5電容器進(jìn)行檢查及試驗(yàn);對5彩容1柜對應(yīng)上方母線室內(nèi)下部母線進(jìn)行熱縮處理;更換5彩容1CT及一次引線、柜內(nèi)避雷器、開關(guān)靜觸頭封閉絕緣罩;5彩容1開關(guān)柜金屬隔板進(jìn)行防腐處理。
針對本事故發(fā)生的經(jīng)過及原因分析,應(yīng)從以下幾個方面預(yù)防,避免同樣的事故發(fā)生。
(1)完善金屬鎧裝中置柜的母線熱縮工作,增加絕緣性能,尤其重視220千伏變電站的10千伏設(shè)備。
(2)加強(qiáng)對封閉開關(guān)柜的技術(shù)監(jiān)督手段,如遙感測溫、手持便攜局放等手段,同時(shí)重視此類設(shè)備的驅(qū)潮工作。
(3)改造及加高現(xiàn)有運(yùn)行電容器圍欄,采取防小動物攀爬措施;電容器電抗器母排加熱縮,避免相間短路。
(4)電容器、電抗器等無功設(shè)備跳閘后,應(yīng)增大檢查試驗(yàn)范圍,對開關(guān)柜進(jìn)行檢修試驗(yàn)。
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