一起6kV開關燒損事故的原因分析及處理

袁先鋒 胡 非 林秋華 張 凌

（湖北省黃石供電公司，湖北 黃石 435000）

1 事故概況

2010年7月24日某變電站，因6kV 下（本文中的“下”均指黃石下陸變電站）71 開關燒損，造成110kV 下#3、#4 主變相繼故障跳閘。110kV 下#3主變低壓側(cè)6kV 戶內(nèi)封閉母線橋的母線支柱瓷瓶發(fā)生閃絡擊穿，引起差動保護動作（低后備啟動）以及110kV 下#4 主變低壓后備動作。

2 運行方式及保護動作過程

事故前運行方式如圖1所示。110kV 下#4 主變?yōu)闊醾溆脿顟B(tài)（下02、下72 開關在斷開位置），6kV下#4、5#母線并列運行（分段下73 開關在合閘位置），110kV 下#3 主變帶全部6kV 負荷（下01、71開關在合閘位置）。

圖1 事故前運行方式

事故發(fā)生后保護動作的具體經(jīng)過如下：

2010年7月24日05 點18 分，6kV 下75 電流速斷動作，重合不成功；隨后下#3 主變差動保護動作，下01、下71 開關跳閘，6kV 全部失壓；同時下#3 主變低后備起動。

將近6s 后，下#4 主變備自投裝置動作，下02、下72 開關合上，下#4 主變由熱備用轉(zhuǎn)運行，帶全部6kV 負荷。

05:30，下#4 主變低壓后備保護動作，下72 開關跳閘，再一次6kV 全部失壓。

06:26，斷開6kV 分段下73 開關，經(jīng)現(xiàn)場運行檢查下#4 主變單元設備及6kV 下#4 母線無明顯故障后，搖出下73 開關，拉開下731 刀閘，經(jīng)地調(diào)令合上下72 開關，恢復6kV#4 母線運行。

06:45， 斷開下74、下75、下76、下77、下78、下79 開關，并搖出。

07:20， 地調(diào)令下#3 主變及下5#母線由熱備用轉(zhuǎn)檢修。

下71 開關在斷開的狀態(tài)下，搖出下71 開關進行檢查，情況如下：

1）航空插頭及二次元件正常。

2）下71 開關C 相上動觸頭，彈簧觸子已經(jīng)完全燒損，無殘留物，絕緣澆注物已碳化，情況見圖2。

圖2 故障后的下71 開關側(cè)面圖

其他損壞情況：

1）下#3 主變低壓側(cè)戶內(nèi)6kV 封閉母線橋的12只母線支柱瓷瓶全部發(fā)生閃絡擊穿。

2）下71 開關本體嚴重弧吹，其柜內(nèi)靜觸頭、金屬件、絕緣件已經(jīng)燒硫嚴重。

3）下互05PT、下71、下74 間隔的之間支持母線絕緣筒全部燒損，并碳化。

4）下74 與下75 間隔母線倉中的5#母線A、B相全部燒斷、C 相殘留1/3 寬度（注：母線為雙100×10的鋁排）。

3 原因分析

7月24日05點18 分，下#3 主變差動保護動作分析，因下71 開關C 相動觸頭與圖4中的上固定靜觸頭接觸不良，在6kV 負荷電流900A 的持續(xù)作用下：

1）下71 開關C 相彈簧動觸頭燒損無殘留物（見圖2）。

2）下71 開關C 相，固體絕緣的靜觸頭也超過其極限溫度，其固體絕緣部分燒損引起較大的煙霧。

3）煙霧彌漫到110kV 下#3 主變低壓側(cè)6kV 封閉母線橋中，造成固定母線支柱瓷瓶發(fā)生閃絡，6kV封閉母線橋發(fā)生相間接地故障。

下#3 主變低壓側(cè)母線橋相間故障，屬110kV 下#3 主變低總下71CT 保護區(qū)內(nèi)故障（如圖3所示），所以下#3 主變差動保護瞬時動作屬正確；低后備啟動，因有0.5s 延時，動作時間上滯后于差動保護，所以低后備起動正確。

將近6s 后，下#4 主變備自投裝置動作（4.9s跳開下71 開關，0.5s 合上下02、下72 開關），下#4 主變由熱備用轉(zhuǎn)運行，帶全部6kV 負荷。下#4主變備自投裝置動作正確。

05:30，下#4 主變低后備保護動作，下72 開關跳閘，再一次6kV 全部失壓。雖然下71 開關已斷開，但是在母線倉內(nèi)的C 相上固定靜觸頭故障點繼續(xù)惡化，造成下互05PT、下71、下74 開關間隔的下5#母線燒斷及絕緣筒嚴重燒損。6kV 下#4、5#母線因在并列運行狀態(tài)下，下5#母線的短路，引起下#4 主變低后備保護動作，因保護配置的問題直接跳開下72 開關，造成6kV 下#4、5#母線全部失壓（下#4 主變低后備保護應第一時段跳開分段下73 開關；當下6kV#4 母線仍然存在故障時，第二時段跳開下72 開關）。

4 處理措施

根據(jù)主變壓器跳閘事故處理規(guī)定：變壓器若只是后備保護動作，排除故障元件后則可迅速恢復送電。考慮到110kV4#主變是低后備保護動作，為了盡快消除故障，可以采取以下措施：

1）斷開6kV 分段下73 開關，檢查6kV 下#4母線及下#4 主變單元設備，確定6kV 下#4 母線無明顯故障后，推入下互04PT、立即合下02、72 開關，由110kV 下#4 主變帶6kV 下80、下81、下82、下83、下84、下85 開關間隔負荷。

2）06:45，斷開下74、下75、下76、下77、下78、下79 開關，搖出逐一檢查6kV#5 母線及連接設備，查找故障點。

3）依次打開下互01PT、下71、下74、下75、下76、下77、下78、下79 開關間隔的下5#母線安裝倉，仔細檢查6kV 下5#母線有無其他的故障點。

4） 對110kV 下#3 主變進行診斷性試驗及油樣色譜分析，試驗結果各技術參數(shù)在合格范圍內(nèi)。

5）因6kV 下74 開關與下開關75 間隔的下5#母線燒損嚴重，又必須保證下75、下76、下77、下78、下79 開關間隔的恢復運行，采取完全切斷下74 開關與下75 開關間隔的下5#母線方案，將絕緣損壞的部分從下5#母線上切除掉。

6）20:30，對下75 間隔至下79 間隔之間的下5#母線，經(jīng)交流耐壓試驗合格后，合上分段下73 開關，分別合上下75、下76、下77、下78、下79 開關，由110kV 下#4 主變再帶上下75、下76、下77、下78、下79 開關間隔負荷。

7）7月25-26日，部分恢復下互05PT、下74開關間隔、下71 開關間隔、下#3 主變6kV 低壓母線橋等燒損的部件。

8）7月27日將分段下73 由運行轉(zhuǎn)檢修，下75、下76、下77、下78、下79 開關轉(zhuǎn)為檢修狀態(tài)（下74已為檢修狀態(tài)），恢復下5#母線及其他設備。經(jīng)各項試驗合格，23:30，下#3 主變及下5#母線恢復送電。

圖3 下71 開關柜斷面圖

5 改進措施

由開關損壞引起繼電保護動作，從而進一步造 成一定區(qū)域的停電，為了以后能夠減少此類事故的發(fā)生，我們可以考慮以下改進措施：

1）在恢復下71 開關、靜觸頭及連接母線后，合上下71 開關，測量下5#母線與下71CT 之間的回路電阻，確保下71 開關動、靜觸頭接觸良好。

2）分別在110kV 下#3、#4 主變低后備保護中加跳6kV 分段下73 開關的回路，確保下#3、#4 主變低后備保護動作時，第一時段跳分段下76 開關，第二時段跳本間隔低總下71 開關或下72 開關。

3）進一步清理其他站的主變備自投裝置、低后備保護設置狀況，確保6～10kV 母線故障時保護及自動裝置能夠有選擇性的切除和投入，嚴格做到即避免故障點擴大蔓延，有保證非故障設備能夠正常運行。

4）在重點設備及負荷較多的重點部位加裝在線或遙信測溫裝置，隨時有效檢測設備異常發(fā)熱隱形故障，提前轉(zhuǎn)移負荷和提前檢修避免設備發(fā)生更大的損壞。