兩起開關柜故障案例分析及防范措施
2022年6月15日 11:30 瀏覽:2720 評論:2 收藏:2
案例一 2004年11月10日,某110kV變電站因10kV開關短路引發10kV母線故障,造成該變電站全停及10kV部分設備嚴重損壞。
現場檢查情況:最嚴重的母聯刀閘柜的帶電顯示器傳感器(福州高新高壓電器有限公司產品)燒損情況:發現A、B相已燒成灰,C相略好;結合刀閘觸頭燒損情況:C相觸頭基本完好、A相略有燒損、B相最為嚴重。推測故障是從B相帶電顯示器傳感器引發,導致電弧相間短路。
為了進一步驗證造成本次事故的原因,對開關柜內未損壞的帶電顯示器傳感器,抽兩只傳感器進行解剖,發現內部芯棒填充劑軟化,存在絕緣薄弱點。由于10kV系統出現失地引起過電壓,使傳感器內部局部放電,逐步發展為貫穿性擊穿,造成相間短路。
案例二 2010年8月12日某變電站#1主變低壓側631開關因發熱造成開關柜內部三相短路燒毀。
初步分析是:1#主變 10kV側 631手車開關柜內斷路器 A相梅花觸頭上側與靜觸頭間接觸不良發熱,最終發展成梅花觸頭對靜觸頭電弧放電,導致真空斷路器銅觸指嚴重燒損,散熱件熔化,靜觸頭盒燒毀并產生大量的含有金屬離子、碳合物的煙氣,造成母線三相對地短路(見附圖)。
開關柜故障往往會出現“火燒連營”事故,多面開關柜被電弧燒毀, “慘”不忍睹。
首先,
由于開關柜母線室是連通的,當一個間隔故障時,電弧侵犯鄰柜造成“火燒連營”;
其次,
繼電保護整定配合不盡合理,保護動作時間過長或保護有缺陷不動作靠上一級保護動作隔離故障,故障時間長造成電弧損害加重;
最后一個原因則是
高壓電弧故障時引起保護損壞或直流電源故障,造成保護失靈,短路長時間不消失,整個高壓室幾乎所有的開關柜均燒毀,最后連主變10kv低壓架空母線都被弧光燒斷,直至越級跳閘,往往連主變也被長時間短路所損壞。
通常高壓開關柜出現故障,往往是其中一個或者幾個元器件出現了故障。以下幾個元器件是比較容易出故障的:
電纜故障一般都是相間短路,即使是單相短路,由于放電時間長,也會慢慢演變為兩相或三相短路。這時候需要排查故障點,處理好故障時候才能通電,否則會燒壞更多的設備。
電壓互感器故障通常導致的結果是一次側熔絲熔斷,電壓互感器內部發生匝間、層間、相間及一相接地都有可能導致一次側熔絲熔斷。電壓互感器二次側故障時,如果二次側熔絲選配過大,也容易導致一次側熔斷器燒壞。10kv電源一相接地,另外兩相的對地電壓會增加為根號三倍,從而導致電流變大,也會燒壞熔絲。
電流互感器的故障通常是鐵芯過熱,嚴重時容易炸裂互感器。電流互感器運行中如果出現過負荷、二次開路或絕緣損壞引發放電,都會造成聲音異響,這時候需要分析原因,采取相應措施解決故障。
避雷器作為保護開關設備的主要元器件要定期檢修,通常避雷器故障有磁絕緣損壞或者直接爆炸,避雷器一旦出現故障要及時更換。
合閘故障可分為電氣故障和機械故障。合閘方式有手動和電動兩種。手動不能合閘一般是機械故障。手動可以合閘,電動不能合閘是電氣故障。
1、保護動作:開關送電前線路有故障保護回路使防跳繼電器作用。合閘后開關立即跳閘。即使轉換開關還在合閘位置,開關也不會再次合閘連續跳躍。
2、防護故障:現在高壓柜內都設置了五防功能,要求開關不在運行位置或試驗位置不能合閘。也就是位置開關不閉合,電動不能合閘。這種故障在合閘過程中經常遇到。此時運行位置燈或試驗位置燈不亮。將開關手車稍微移動使限位開關閉合即可送電。如果限位開關偏移距離太大,應當進行調整。在JYN型高壓柜中位置開關不能向外移時可以加裝一個V型片,保證限位開關可靠閉合。
3、電氣連鎖故障:高壓系統中為了系統的可靠運行設置一些電氣連鎖。例如在兩路電源進線的單母線分段系統中,要求兩路進線柜和母聯柜這三臺開關只能合兩臺。如果三臺都閉合將會有反送電的危險。并且短路參數變化,并列運行短路電流增大。連鎖電路的形式如圖四所示。進線柜連鎖電路串連母聯柜的常閉接點,要求母聯柜分閘狀態進線柜可以合閘。
母聯柜的連鎖電路是分別用兩路進線柜的一個常開和一個常閉串連后再并連。這樣就可以保證母聯柜在兩路進線柜有一個合閘另一個分閘時方可送電。在高壓柜不能電動合閘時,首先應當考慮是否有電氣連鎖,不能盲目地用手動合閘。電氣連鎖故障一般都是操作不當,不能滿足合閘要求。例如合母聯雖然進線柜是一分一合,但是分閘柜內手車被拉出,插頭沒有插上。如果連鎖電路發生故障,可以用萬用表檢查故障部位。
利用紅、綠燈判斷輔助開關故障簡單方便,但是不太可靠。可以用萬用表檢查確定。檢修輔助開關的方法是調整固定法蘭的角度,調整輔助開關連桿的長度等。
4、控制回路開路故障:在控制回路中控制開關損壞、線路斷線等都使合閘線圈不能得電。這時候合閘線圈沒有動作的聲音。測量線圈兩端沒有電壓。檢查方法是用萬用表檢查開路點。
5、合閘線圈故障:合閘線圈燒毀是短路故障。這時候有異味、冒煙、保險熔短等現象發生。合閘線圈設計為短時工作制,通電時間不能太長。合閘失敗后應當及時查找原因,不應該多次反復合閘。特別是CD型電磁操作機構的合閘線圈,由于通過電流較大多次合閘容易燒壞。
在檢修高壓柜不能合閘的故障時經常使用試送電的方法。這種方法可以排除線路故障(變壓器溫度、瓦斯故障除外)、電氣連鎖故障、限位開關故障。故障部位基本可以確定在手車內部。所以在應急處理時可以用試驗位置試送電,更換備用手車送電的方法進行處理。這樣可以起到事半功倍的效果并且可以減少停電時間。
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