110kV主變低后備保護(hù)動(dòng)作的事故分析許磊秦魏

1引言

電力變壓器是電力系統(tǒng)中的重要電氣設(shè)備,其運(yùn)行狀態(tài)直接關(guān)系到供電可靠性和電力系統(tǒng)運(yùn)行。同時(shí)電力變壓器也是變電站中最昂貴的設(shè)備之一,頻繁的短路故障沖擊將會(huì)對(duì)變壓器壽命產(chǎn)生重要影響,因此,在日常運(yùn)行維護(hù)中,需要對(duì)主變給予足夠重視,及時(shí)發(fā)現(xiàn)主變各類缺陷,防止其發(fā)展為嚴(yán)重故障,尤其要避免主變受到多次短路電流沖擊的情況,在主變出口處發(fā)生短路故障的情況下,查清楚主變保護(hù)的動(dòng)作原因后,還必須進(jìn)行相關(guān)試驗(yàn),驗(yàn)證主變合格后,方可將主變?cè)俅瓮哆\(yùn)。

2019年6月,110kVY變電站2號(hào)主變低后備保護(hù)動(dòng)作,造成了極為惡劣的影響。本文將針對(duì)此次事故,重點(diǎn)分析110kV主變低后備保護(hù)動(dòng)作過程,探討其保護(hù)動(dòng)作發(fā)生的原因,同時(shí)結(jié)合本次事故暴露出問題,對(duì)設(shè)備技術(shù)選型和運(yùn)行維護(hù),提出了針對(duì)性的改進(jìn)措施和建議。

1事故前運(yùn)行方式

事故前運(yùn)行方式:110kVI母、Ⅱ母運(yùn)行,110kV順中7Y8開關(guān)、順卓7w3開關(guān)運(yùn)行,110kV分段710開關(guān)運(yùn)行,110kV1、2號(hào)主變運(yùn)行,35kVI母、Ⅱ母運(yùn)行,35kV母聯(lián)310開關(guān)熱備用,10kVI母、Ⅱ母運(yùn)行,10kV母聯(lián)110開關(guān)熱備用,110kV備自投退出,35kV備自投投入,10kV備自投退出。

2事故概況及保護(hù)動(dòng)作情況

2019-06-22T20:51:35,110kVY變2號(hào)主變低后備保護(hù)動(dòng)作,2號(hào)主變10kV側(cè)102開關(guān)跳閘,10kV備自投因按調(diào)度要求退出未動(dòng)作,10kVI段母線失電。后查明,10kV黃埔2號(hào)171開關(guān)柜內(nèi)開關(guān)觸頭盒和開關(guān)本體B相動(dòng)觸頭絕緣護(hù)套燒毀。2019-06-23T20:25,故障消除并試驗(yàn)合格后,恢復(fù)為事故前運(yùn)行方式。

3事故原因分析

3.1主變低后備保護(hù)動(dòng)作分析

主變低后備保護(hù)主要用于反映相間短路故障,作為主變低壓側(cè)母線的保護(hù)和低壓側(cè)母線上出線線路的遠(yuǎn)后備保護(hù)。當(dāng)?shù)蛪簜?cè)母線上發(fā)生相間短路故障或者低壓側(cè)母線出線線路發(fā)生故障而線路保護(hù)拒動(dòng)時(shí),低后備保護(hù)延時(shí)跳開低壓側(cè)母聯(lián)開關(guān)和主變低壓側(cè)開關(guān),故障錄波如圖1所示。

圖12號(hào)主變低后備保護(hù)故障錄波情況

如圖1所示,保護(hù)啟動(dòng)后,三相電流迅速增大,三相電壓迅速降為零,零序電壓為零,因此可判斷故障類型為A、B、C三相短路。進(jìn)一步分析得知,本次事故中保護(hù)裝置動(dòng)作電流為8184A/20.46A,遠(yuǎn)大于裝置整定值6.5A,主變低后備保護(hù)動(dòng)作,延時(shí)1.2s后跳開102開關(guān),保護(hù)動(dòng)作成功。后現(xiàn)場(chǎng)檢查發(fā)現(xiàn),10kV黃埔2號(hào)171開關(guān)柜內(nèi)開關(guān)觸頭盒和開關(guān)本體B相動(dòng)觸頭絕緣護(hù)套燒毀,分析判斷柜內(nèi)因設(shè)備燒毀發(fā)生了三相弧光短路,導(dǎo)致2號(hào)主變低后備保護(hù)動(dòng)作,與保護(hù)動(dòng)作情況相符合。

后續(xù),結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備檢查情況,如圖2所示,進(jìn)一步對(duì)開關(guān)柜內(nèi)開關(guān)觸頭盒和開關(guān)本體B相動(dòng)觸頭絕緣護(hù)套燒毀的原因進(jìn)行了分析,由于此型號(hào)的開關(guān)柜投運(yùn)時(shí)間較長(zhǎng),使得軌道發(fā)生了變形,導(dǎo)致斷路器在推進(jìn)過程中,兩邊受力不均,使得斷路器在軌道中有偏位,斷路器觸指接觸位置產(chǎn)生偏移,并在推進(jìn)過程中因偏移進(jìn)一步產(chǎn)生阻力,長(zhǎng)期操作過程中,強(qiáng)行搖進(jìn)斷路器,進(jìn)一步加重了觸指變形,使得三相動(dòng)靜觸頭接觸時(shí)有時(shí)間差,當(dāng)斷路器推進(jìn)到位時(shí),活門變形部位與斷路器B相接線螺栓安全距離變小,產(chǎn)生放電,加之夏季梅雨季節(jié),負(fù)荷過大,濕度增大,導(dǎo)致瞬間發(fā)生了接地?cái)嗦?并進(jìn)一步因絕緣破壞發(fā)生了三相弧光短路,設(shè)備被燒毀。

3.2本次主變低后備保護(hù)暴露的問題

本次事故發(fā)生在迎峰度夏期,極大影響了供電可靠性,也暴露出了在設(shè)備選型和運(yùn)維工作中的一些不足,主要是以下幾點(diǎn):

（1）設(shè)備生產(chǎn)缺陷,表現(xiàn)為開關(guān)柜廠家設(shè)計(jì)、生產(chǎn)中未充分考慮導(dǎo)軌、動(dòng)靜觸頭配合問題,選用零配件尺寸不當(dāng),導(dǎo)致10kV開關(guān)柜在長(zhǎng)期操作過程中發(fā)生了觸指變形。

（2）運(yùn)維管理技術(shù)還需完善。此次事故暴露出運(yùn)維人員對(duì)運(yùn)行設(shè)備監(jiān)測(cè)手段單一,僅僅依靠外觀檢查無法有效發(fā)現(xiàn)設(shè)備缺陷,還需綜合利用紅外測(cè)溫、局放測(cè)量等手段進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測(cè)和診斷,尤其是在主變保護(hù)動(dòng)作后,更需全面進(jìn)行設(shè)備狀態(tài)診斷,避免連續(xù)發(fā)生事故。

4改進(jìn)措施

4.1設(shè)備技術(shù)缺陷整改

針對(duì)開關(guān)柜內(nèi)零配件尺寸不當(dāng)導(dǎo)致斷路器動(dòng)靜觸頭咬合不到位和導(dǎo)軌變形的問題,在全市范圍內(nèi)對(duì)寶應(yīng)開關(guān)廠的同批次產(chǎn)品進(jìn)行排查,并重點(diǎn)檢查動(dòng)靜觸頭咬合情況,一旦發(fā)現(xiàn)問題,立即結(jié)合停電計(jì)劃進(jìn)行整改,同時(shí)在開關(guān)柜后柜門安裝海通電力生產(chǎn)的ToPL雙旋轉(zhuǎn)全波段多光譜透視窗口,以方便通過紅外測(cè)溫監(jiān)視設(shè)備運(yùn)行情況,及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備缺陷,杜絕安全隱患。

4.2完善設(shè)備運(yùn)維管理技術(shù)

此次事故也暴露出了目前對(duì)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)的手段過于單一,因此在后續(xù)運(yùn)維管理中,需要定期開展開關(guān)柜帶電檢測(cè)和紅外測(cè)溫工作,同時(shí)對(duì)于投運(yùn)時(shí)間較長(zhǎng)的開關(guān)柜縮短帶電檢測(cè)周期,加強(qiáng)設(shè)備狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)和分析,提高設(shè)備運(yùn)維管理水平。

5結(jié)語(yǔ)

通過上述分析可以看出,本次事故過程中保護(hù)均正常動(dòng)作,迅速切斷了故障點(diǎn),但也暴露出開關(guān)柜零配件尺寸不當(dāng)發(fā)生觸指變形,致使柜內(nèi)發(fā)生三相弧光短路等設(shè)備技術(shù)缺陷,針對(duì)這一缺陷,提出了設(shè)備動(dòng)靜出頭咬合情況排查、安裝海通電力生產(chǎn)的ToPL雙旋轉(zhuǎn)全波段多光譜透視窗口、加強(qiáng)設(shè)備紅外測(cè)溫和局放測(cè)量等改進(jìn)措施,以提升設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)和運(yùn)維管理水平,避免類似事故再次發(fā)生,保障電網(wǎng)安全可靠運(yùn)行。