220kV變電站母線MOA故障原因分析及防范措施

趙 淼

(中國大唐集團(tuán)科學(xué)技術(shù)研究院有限公司華東分公司，安徽 合肥 230031)

220kV變電站母線MOA故障原因分析及防范措施

趙 淼

(中國大唐集團(tuán)科學(xué)技術(shù)研究院有限公司華東分公司，安徽 合肥 230031)

文章分析了MOA下節(jié)故障接地的原因，提出了對(duì)同廠家同型號(hào)MOA專項(xiàng)隱患排查及開展紅外測(cè)溫和帶電測(cè)試等防范處理措施。

MOA；解體檢查；受潮；接地故障

近年來MOA運(yùn)行異常及故障爆炸等時(shí)有發(fā)生，嚴(yán)重影響了電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。為提高M(jìn)OA的運(yùn)維水平，本文對(duì)某220kV變電站母線MOA在工作電壓下放電接地故障進(jìn)行了分析，并提出了預(yù)防同類故障應(yīng)采取的防范和處理措施。

1 MOA故障簡(jiǎn)介

2014-04-13日18：06，某220kV變電站Ⅰ套和Ⅱ套母差保護(hù)動(dòng)作，1號(hào)主變220kV側(cè)開關(guān)、2號(hào)主變220kV側(cè)開關(guān)、母線所帶線路開關(guān)跳閘，變電站為單母線運(yùn)行，故障后全站失電。變電站220kV側(cè)為單母線接線帶2回進(jìn)線電源，1組母線TV和1組母線MOA，1號(hào)和2號(hào)主變壓器并列運(yùn)行；110kV側(cè)為雙母線帶旁路母線接線，母線帶7回出線和2組母線TV；10kV側(cè)為單母線分段接線，Ⅰ母線帶4回出線、2組電容器、1臺(tái)TV和1號(hào)所用變，Ⅱ段母線帶2回出線、2組電容器、1臺(tái)TV和2號(hào)所用變。故障發(fā)生前變電站無操作，變電站附近無落雷。

現(xiàn)場(chǎng)檢查10kV和110kV場(chǎng)地設(shè)備未發(fā)現(xiàn)異常，220kV場(chǎng)地發(fā)現(xiàn)母線MOA B相上節(jié)均壓環(huán)和上節(jié)MOA單元下法蘭處有明顯擊穿點(diǎn)，MOA防爆膜全部動(dòng)作，噴弧口有燒痕，放電計(jì)數(shù)器己燒損，現(xiàn)場(chǎng)檢查如圖1～圖3所示。故障時(shí)天氣情況良好。故障MOA型號(hào)為Y10W1-200/520，1997年生產(chǎn)，1998年投入運(yùn)行，己運(yùn)行17年。故障后對(duì)整組MOA進(jìn)行更換，對(duì)A和C 2相進(jìn)行試驗(yàn)，對(duì)B相進(jìn)行解體檢查。

圖1 故障MOA外觀圖

圖2 首端均壓環(huán)局部圖

圖3 中間法蘭局部圖

2 MOA試驗(yàn)和解體檢查

2.1 MOA試驗(yàn)及分析

查閱試驗(yàn)記錄，本組MOA2013年試驗(yàn)合格，數(shù)據(jù)如表1所列。

表1 2013年某變電站220kV母線MOA試驗(yàn)數(shù)據(jù)

對(duì)B相MOA法蘭與瓷外套結(jié)合部位進(jìn)行了金屬超聲探傷，未發(fā)現(xiàn)瓷件缺陷。A相和C相電氣試驗(yàn)數(shù)據(jù)如表2所列，鑒于故障后B相MOA絕緣電阻為0，其它絕緣試驗(yàn)項(xiàng)目未開展。由表1和表2的數(shù)據(jù)對(duì)比可知，故障后測(cè)得A相和C相MOA上、下節(jié)U1mA比2013年同比下降5.71%、5.0%、5.6%和6.8%，己接近或超出規(guī)程《規(guī)定》值(±5%)，A相和C相MOA閥片存在受潮老化的可能性。

表2 故障后某變電站220kV母線MOA

2.2 MOA解體檢查

為深入分析故障原因，對(duì)故障相(B相)進(jìn)行了解體檢查。B相2節(jié)MOA單元4張防爆膜有3張防爆膜完全燒蝕，1張防爆膜未完全燒蝕(上節(jié)頂端)但己開裂。MOA下節(jié)密封面均有銹蝕痕跡。

將2節(jié)MOA閥片芯體抽出，MOA上節(jié)絕緣紙板筒由內(nèi)到外部分燒損，下節(jié)己嚴(yán)重?zé)龘p炭化。氧化鋅閥片外觀檢查發(fā)現(xiàn)MOA上節(jié)首端向下第34片、35片閥片己明顯開裂，閥片拆解后，閥片內(nèi)部有明顯開裂和孔狀貫穿點(diǎn)，如圖4和圖5所示。上節(jié)共46片閥片僅7片外觀未見破損，其它閥片均有明顯擊穿點(diǎn)或裂紋。閥片外側(cè)表面無電弧燒蝕痕跡，MOA上節(jié)單元擊穿放電通道在MOA閥片內(nèi)部。

下節(jié)MOA外表面燒損嚴(yán)重，絕緣薄板筒在一側(cè)己經(jīng)炭化，閥片無開裂，中間無貫穿性燒穿孔洞，芯體中間鋁墊塊單側(cè)己經(jīng)大面積燒融，放電電流主要流經(jīng)閥片外表面，沿放電通道的閥片表面有高溫?zé)诤圹E，如圖6所示。采用95%純度乙醇擦拭后，對(duì)下節(jié)46片閥片進(jìn)行絕緣電阻測(cè)試，阻值均為0MΩ。

圖4 氧化鋅閥片外觀檢查

圖5 35號(hào)閥片擊穿點(diǎn)

圖6 MOA下節(jié)芯體外觀檢查

3 MOA故障接地原因分析

該結(jié)構(gòu)型式的MOA為過渡產(chǎn)品。在長期運(yùn)行過程中，此類MOA在防爆膜密封處易受潮，潮氣和水分逐漸滲入MOA內(nèi)部，在電氣性能上表現(xiàn)為有機(jī)絕緣件和MOA閥片側(cè)面的絕緣下降，全電流明顯增加，阻性電流成倍增長。其在事故中表現(xiàn)為瓷套內(nèi)壁或閥片側(cè)面有明顯的閃絡(luò)痕跡。

本次故障中，MOA下節(jié)密封法蘭平面有銹蝕，存在內(nèi)部受潮跡象。2節(jié)MOA放電通道不同，上節(jié)MOA中電流主要流經(jīng)閥片本體，閥片2端噴鋁面有大電流集中通過后的放電斑痕，下節(jié)MOA沿絕緣薄板筒和閥片外表面閃絡(luò)。綜合試驗(yàn)和解體檢查結(jié)果分析認(rèn)為，因MOA下節(jié)單元受潮引起絕緣薄板筒和閥片外表面絕緣性能下降，導(dǎo)致兩節(jié)MOA電壓分擔(dān)不均勻，MOA上節(jié)承擔(dān)電壓高，下節(jié)承擔(dān)電壓低，運(yùn)行一段時(shí)間后，MOA上節(jié)單元部分閥片老化，造成MOA參考電壓下降，阻性電流和功率損耗增加，形成惡性循環(huán)，導(dǎo)致MOA上節(jié)整體加速熱老化，最終引起整支MOA在工頻電壓下動(dòng)作，形成了上節(jié)流經(jīng)閥片本體，下節(jié)流經(jīng)受潮閥片外表面和絕緣薄板筒的擊穿放電通道，MOA對(duì)地放電引起保護(hù)動(dòng)作。

4 故障處理措施

為防止同類故障再次發(fā)生，給出處理措施如下：

(1)更換。對(duì)省內(nèi)同廠家同型號(hào)，在1996至1998年間生產(chǎn)的的MOA開展專項(xiàng)隱患排查工作，若歷史數(shù)據(jù)比對(duì)發(fā)現(xiàn)U1mA低于規(guī)程要求應(yīng)及時(shí)排停電進(jìn)行更換。

(2)整改。下階段對(duì)該設(shè)備供應(yīng)商2000年前生產(chǎn)的與故障MOA結(jié)構(gòu)型式相同的設(shè)備，進(jìn)行退役整改。

(3)加強(qiáng)監(jiān)測(cè)。在未更換前要加強(qiáng)MOA運(yùn)行管理，縮短狀態(tài)檢修周期，積極開展紅外測(cè)溫和泄漏電流帶電測(cè)試，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)處理。

5 結(jié)束語

MOA通過幾十年的技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用，己成為電力系統(tǒng)各電壓等級(jí)主要的過電壓保護(hù)設(shè)備，其運(yùn)行狀態(tài)是否良好直接影響系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，因此要提高M(jìn)OA的檢修和維護(hù)水平，加強(qiáng)歷年預(yù)試數(shù)據(jù)比對(duì)分析和雨季或大負(fù)荷前的帶電檢測(cè)工作并及時(shí)消缺，為電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行提供可靠的技術(shù)保障。

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(責(zé)任編輯 陳化鋼)

Fault analysis and treatment of bus MOA in a 220kV substation

ZHAO Miao

(China Datang East Corporation Science and Technology Research Institute Co.,LTD. East China Branch,Hefei,230031,China)

In this paper, specific inspection, infrared temperature measurement and on-line test are suggested to apply to the same type of MOA made in the same factory.

MOA；disassembly inspection；damp；grounding fault

2016-09-18；

2016-09-20

趙 淼(1985-)，男，黑龍江齊齊哈爾人，碩士，工程師，主要從事電氣設(shè)備技術(shù)監(jiān)督、故障診斷和試驗(yàn)檢測(cè)工作。

10.3969/j.issn.1671-6221.2016.04.001

TM4

A

1671-6221(2016)04-0001-03