一起500kV變電站開關(guān)流變本體故障情況分析

呂學(xué)增++黃太貴++葉海峰++王文林++朱明星++吳文兵

摘 要：文章對某500kV變電站一起開關(guān)流變本體故障情況進(jìn)行了分析，研究了事故發(fā)生的過程，分析互感器設(shè)計制造工藝中存在的問題[1]是事故發(fā)生的原因，提出了相應(yīng)的預(yù)防措施和建議。

關(guān)鍵詞：重合閘動作；膨脹器；故障電流；二次屏蔽罩

中圖分類號：TM63 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：2095-2945（2017）29-0192-02

1 事故簡述

1.1 故障前運(yùn)行方式

甲變電站：第三串開關(guān)5031、5032、5033均運(yùn)行，5031、5032開關(guān)帶Y線路運(yùn)行，5032、5033開關(guān)帶X線路運(yùn)行。

乙變電站： 第一串開關(guān)5011、5012、5013均運(yùn)行，5012、5013開關(guān)帶Y線路運(yùn)行，5011、5012開關(guān)帶1號主變運(yùn)行，1號主變?nèi)齻?cè)開關(guān)均在運(yùn)行狀態(tài)。

圖1 電網(wǎng)結(jié)構(gòu)及故障點(diǎn)示意圖

1.2 事故跳閘

某年某月某日06點(diǎn)33分04秒，甲站5032開關(guān)B相流變頂部爆炸著火。500kV Y線路、X線路保護(hù)均動作，甲站5031、5032、5033開關(guān)均動作跳閘；乙站5012、5013開關(guān)均動作跳閘，5012開關(guān)失靈保護(hù)動作聯(lián)跳1號主變各側(cè)開關(guān)。

2 故障過程詳細(xì)分析

2.1 甲變電站繼電保護(hù)動作過程分析

某年某月某日06點(diǎn)33分04秒430毫秒，500kV Y線路保護(hù)第一、二套差動保護(hù)動作，跳開5031、5032開關(guān)B相；500kV X線路第一、二套差動保護(hù)動作，跳開5032、5033開關(guān)B相。

5031開關(guān)在44msB相跳開，863ms自動重合閘出口，975msB相開關(guān)合上，開關(guān)重合后200ms左右，1142ms保護(hù)感受B相故障電流。1174ms差動保護(hù)動作，5031開關(guān)三相均跳開。

5032開關(guān)在35ms B相跳開，59ms C相開關(guān)跳開，62msA相開關(guān)跳開，開關(guān)三相同時出口跳閘。

5033開關(guān)在46ms B相跳開，709ms距離加速動作，750msA、C相跳開。在5033開關(guān)重合閘動作之前距離加速就已出口（重合閘整定時間為0.7s，重合閘動作一般在800ms左右），由于線路保護(hù)距離加速動作，5033開關(guān)閉鎖重合閘，在750ms溝通三跳。

X線路F電廠側(cè)5012、5013開關(guān)B相開關(guān)跳閘后，在重合閘動作之前，保護(hù)再次感受故障電流，差動保護(hù)動作開關(guān)三相均跳開。

2.2 乙變電站繼電保護(hù)動作過程分析

某年某月某日06點(diǎn)33分04秒430毫秒，乙站500kV Y線路電流差動保護(hù)動作，跳開5012、5013開關(guān)B相，1888ms

5012開關(guān)失靈保護(hù)動作，聯(lián)跳1號主變?nèi)齻?cè)開關(guān)。

5013開關(guān)B相61ms跳開，821ms重合閘動作，890ms5013

開關(guān)B相合上，正常運(yùn)行了200ms左右，1142ms A、B相再次出現(xiàn)接地故障電流，1180ms5013開關(guān)三相跳開。（甲站5032開關(guān)在60ms左右已跳開，5031開關(guān)在1174ms跳開），故障電流是由甲站Y線路B相導(dǎo)線經(jīng)流變爆炸時形成的油氣通道對橫擔(dān)放電所致。

5012開關(guān)B相：61ms跳開，1184ms重合，1260ms跳開。

5012開關(guān)A、C相：1180ms跳開，1293ms合上；在B相經(jīng)過分閘-合閘-分閘之后，開關(guān)壓力逐步恢復(fù)到正常值，跳閘回路接通，A、C相在15S后又跳開。

5012開關(guān)B相跳開后，由于5013開關(guān)在重合后200ms后才出現(xiàn)A、B相故障電流，5012開關(guān)保護(hù)收到閉鎖重合閘信號的時間為1175ms，此時5012開關(guān)重合閘脈沖已發(fā)出，所以5012開關(guān)B相于1184ms合上。1142ms線路保護(hù)差動動作跳5012開關(guān)三相，而此時B相開關(guān)還未合上，B相跳閘回路不通。1180ms5012開關(guān)A、C跳開。

在5012開關(guān)B相合上、A、C相跳開后，由于故障仍然存在，5012開關(guān)同時收到重合閘命令和保護(hù)跳閘命令，1260msB相跳開，1293msA、C相合上，5012開關(guān)保持A、C相合位、B相跳位狀態(tài)。

在1658ms，A相再次出現(xiàn)接地故障電流，Y線路差動保護(hù)動作。（甲站5031、5032開關(guān)在分位，故障電流是由甲站Y線路A相導(dǎo)線經(jīng)流變爆炸時形成的油氣通道放電所致）。

Y線路差動保護(hù)動作，發(fā)ABC三相跳閘命令（5013開關(guān)在分位），5012開關(guān)B相在經(jīng)過了分閘-合閘-分閘動作過程之后，開關(guān)壓力迅速降低閉鎖分合閘，導(dǎo)致5012開關(guān)A、C相未跳開。此時5012開關(guān)A相仍有故障電流，5012開關(guān)失靈保護(hù)動作，聯(lián)跳1號主變各側(cè)開關(guān)。

3 故障點(diǎn)巡查與事故原因分析

3.1 故障點(diǎn)巡查

甲站5032開關(guān)B相流變頂部膨脹器爆炸著火，現(xiàn)場檢查X線路B相懸瓶有破損，Y線路接地閘刀503167A相支柱瓷瓶破損，Y線路A相流變及A、B相線路側(cè)導(dǎo)線、均壓環(huán)均有放電痕跡。

第1次故障點(diǎn)：5032開關(guān)B相流變本體（流變爆炸初始時刻）；

第2次故障點(diǎn)：Y線路B相懸瓶及橫擔(dān)；

第3次故障點(diǎn)：Y線路A相導(dǎo)線端。

3.2 5032開關(guān)B相流變故障原因分析

通過對甲站5032開關(guān)故障流變解體檢查，發(fā)現(xiàn)二次屏蔽罩嚴(yán)重變形、外表面有放電痕跡；頂部儲油柜內(nèi)壁有多處放電點(diǎn)；高壓屏等電位線燒毀；直線部分從外至內(nèi)第4屏至第8屏之間有燒蝕痕跡、電纜紙崩開。分析判斷為第4主屏向內(nèi)第8端屏半導(dǎo)體紙存在破損、折疊，產(chǎn)生局部放電造成幾個端屏間爬電，形成的大量氣體浸入油紙絕緣，造成主絕緣強(qiáng)度下降，導(dǎo)致二次屏蔽罩對最外層高壓屏放電、高壓屏等電位線燒斷、高壓屏電位懸浮，之后，二次屏蔽罩對儲油柜間放電，壓力劇增，最終使儲油柜炸開并著火。判斷本次故障是由于該流變器身直線段包扎工藝質(zhì)量控制不到位導(dǎo)致。

4 結(jié)束語

本次故障為甲站5032開關(guān)B相流變本體故障，故障電流波形波動較大，流變損壞過程中又造成相鄰Y線接地閘刀503167A相支柱瓷瓶破損，形成了一次變化的多點(diǎn)復(fù)合故障。綜合分析甲站500kVX、Y線路保護(hù)動作正確，5031、5032、5033開關(guān)保護(hù)動作正確；乙站500kV Y線路保護(hù)動作正確，5011、5012、5013開關(guān)保護(hù)動作正確；甲站5032開關(guān)B相流變爆炸是由于該流變器身直線段包扎工藝質(zhì)量控制不到位造成的，屬產(chǎn)品制造質(zhì)量問題。

電流互感器作為電流信號傳變元件，廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)監(jiān)控、保護(hù)、錄波和測距等技術(shù)領(lǐng)域，是電力系統(tǒng)中電流測量、系統(tǒng)控制、特別是繼電保護(hù)的重要設(shè)備[2]。是重要的輸變電設(shè)備。為防止類似事故發(fā)生，第一，要加強(qiáng)設(shè)備的招標(biāo)管理、杜絕有質(zhì)量問題的設(shè)備通過招標(biāo)進(jìn)入電網(wǎng)。第二，設(shè)備所屬單位引進(jìn)先進(jìn)的設(shè)備檢測技術(shù)和管理手段，快速的發(fā)現(xiàn)并解決設(shè)備質(zhì)量問題，杜絕帶病設(shè)備投入運(yùn)行[3]。第三，運(yùn)維單位要加強(qiáng)設(shè)備的巡視檢查， 及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備的安全隱患，尤其是對現(xiàn)有設(shè)備的家族性缺陷，要加強(qiáng)反措、及時處理。

參考文獻(xiàn)：

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