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某变电站330kV开关事故分析

来源:江西电力科学院   时间:2012-03-09 10:03  阅读:0

  1.事故经过

  1101开关 C相发生灭弧室瓷套爆裂故障,瓷套炸裂后,C相上端接线座失去支撑并在移动过程中造成 BC相间短路,BP-2B母差保护Ⅰ母差动动作;Ⅰ母运行开关、1101、1100母联开关于故障后 60ms跳闸。1101C相因瓷套爆裂后绝缘降低,在 BC相间故障 58ms后 C相进线端接地,发展为 BC接地短路故障。1101开关跳闸后 C相故障电流不消失,570ms转换成 AC两相接地故障,663ms再次转接为三相故障,故障电流持续至 853ms,1号主变本体重瓦斯动作,于故障后 880ms跳开 3310、3312、3501开关,1101开关故障最终被切除。

  该变电站 330kV成串运行,Ⅰ、Ⅱ母运行,1号主变运行于 330kV第一串,3号主变冷备用(11:42 11036刀闸消缺工作已结束,省调与11:54下令 3号主变冷备用转运行)。110kVⅠ、Ⅱ母并列运行,1101开关运行于

  110kVⅠ母,1103开关运行于110kVⅡ母,1100母联开关运行。1号主变带负荷 188.77MW,高压侧电流 314A,中压侧负荷电流966A。

  1101开关为德国阿尔斯通公司生产的 GL312F1型断路器,制造日期为 2005年,额定电压 145kV,额定电流 3150A,额定短路开断电流 40kA。

  1101开关预防性试验:

  (1)接触电阻试验

  使用仪器:100A回路电阻测试仪

  实验日期:2009.03.19测量环境温度:20℃

某变电站330kV开关事故分析

  (2)低压动作试验

  使用仪器:低电压操作箱(10A)

  实验日期:2009.03.19

  1)76V(80%Ue)电压下合闸三次均可靠动作

  2)143V(65%Ue)电压下合闸三次均可靠动作

  3)66V(30%Ue)电压下合闸均不动作

  2. 事故现场情况

  1101故障后,机构处于分闸状态,A、B两相处于分闸位置。C相灭弧瓷套爆裂,C相出线座组件脱离本体被导线吊在母线侧,爆裂瓷片分布在约为 40m的范围内,灭弧室有部分导电部件散落在地面,C相导电部件和散落地面的部件都被电弧烧蚀。将设备整体运至电科院进行解体检查。

某变电站330kV开关事故分析

  图 1 C相出线座组件脱离本体被导线吊在母线侧

  3. 解体检查结果

  图2-图 7为现场检查结果。

某变电站330kV开关事故分析

  图2 事故相灭弧室 图3事故相与完好相灭弧室解体后对比

某变电站330kV开关事故分析

  图4事故相主导电回路触指与屏蔽罩 图5事故相与完好相引弧触头对比

某变电站330kV开关事故分析

  图6事故相动端 图7事故相防爆盖

  4. 试验情况

  防爆盖试验:事故相 1101C相动作压力为 2.7mPa,其余两相分别为 2.45mPa和2.6mPa。

  水压试验:1101B相瓷套进行了水压试验,4mPa压力下耐受 5分钟试验通过,加压到 6.2mPa时瓷套破坏。

  抗弯试验:1101A相瓷套进行了抗弯试验,20kN·m耐受 1分钟试验通过,力矩增加到 46kN ·m时工装高强度固定螺栓断裂。瓷片材质的孔隙试验:经西磁所检测,瓷瓶材质分析均符合标准。

  5. 原因分析

  1101C相灭弧室瓷套爆裂故障原因为:灭弧室主回路导电触指的屏蔽罩存在先天缺陷,造成导电触指与屏蔽罩过盈配合出现松动,造成主回路动、静导电触指间接触电阻增大,电流由主导电回路转为经由引弧触头传输。当负荷电流较大时,引弧动、静触头连接处异常发热,进而造成引弧动、静触头连接处的劣化,引起电弧。电弧产生后,弧隙电阻增大,电流转为经由主导电回路传输,由于主回路动、静导电触指间接触电阻异常,进而引发主导电回路动静触指间产生电弧。电弧能量使起弧处连接导电部件气化,并加热灭弧室内部气体,使其压力急剧增大,造成灭弧室瓷套爆裂。事故发生时,1101C相瓷瓶爆裂为小尺寸碎片,事后对三相瓷瓶进行相关试验,所有结果均符合标准。又经现场解体发现,故障相防爆盖未动作。因此,可判定为防爆盖未动作造成了此次事故的扩大。

  事故流程图为:灭弧室主回路导电触指的屏蔽罩存在先天缺陷→主回路动、静导电触指间接触电阻增大,负荷电流转为引弧触指回路传输→引弧动、静触头连接处异常发热、劣化,引起电弧→弧隙电阻增大,电流转为经由主导电回路传输→主导电回路动、静触头连接处异常发热、劣化,引起电弧→起弧处连接导电部件气化,灭弧室内气体受热,压力剧增→起弧处连接导电部件气化,灭弧室内气体受热,压力剧增→造成灭弧室瓷套爆裂以上事故分析结果为技术人员初步研究得出,进一步分析结果需与法国阿尔斯通总部沟通后确认。

  6.应对措施

  (1)用 SF6分解产物测试仪检测电网内在运行的同型号断路器分解物含量(分解物检测对过热故障有较高的灵敏度);

  (2)向生产厂家核实该型号开关防爆盖的动作特性;

  (3)生产厂家应严格控制设备制造工艺流程,避免此类事故的再次发生。

编辑:赵岩
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