某110kV變電站10kV斷路器拒動(dòng)引發(fā)的事故分析

田力

摘 要：關(guān)于某110kV變電站中一側(cè)線路出現(xiàn)事故，究其原因是斷路器拒動(dòng)引發(fā)的，隨后切斷主變10kV來(lái)解決問(wèn)題，然而，開(kāi)關(guān)柜卻點(diǎn)火燒壞。為了找到事故產(chǎn)生的原因，需要對(duì)實(shí)際狀況進(jìn)行檢查并做好記錄工作，并且，對(duì)事件展開(kāi)全面的解析。其研究結(jié)果顯示，在斷路器拒動(dòng)現(xiàn)象產(chǎn)生后，蓄電池組發(fā)生故障，導(dǎo)致沒(méi)有輸出直流控制電源，從而導(dǎo)致直流屏輸出失敗，進(jìn)一步延遲10kV側(cè)后備保護(hù)，短路的電流在很長(zhǎng)的一段時(shí)間之內(nèi)斷開(kāi)。所以說(shuō)斷路器拒動(dòng)以及蓄電池故障都是造成此次事故的直接影響因素。

關(guān)鍵詞：110kV變電站；斷路器拒動(dòng)；事故分析

1 概述

2012年12月13日15時(shí)33分，某110kV變電站10kV東方線上發(fā)生短路，其主要原因是斷路器拒動(dòng)導(dǎo)致全直流電段時(shí)間轉(zhuǎn)換失敗，此次故障發(fā)生的時(shí)間13秒后有2號(hào)主變后備保護(hù)自動(dòng)關(guān)閉，從而導(dǎo)致開(kāi)關(guān)柜失火，影響所有出線電路停電。經(jīng)過(guò)搶修相關(guān)線路于14日恢復(fù)正常。

2 事故狀況

某110kV變電站目前采用的是無(wú)人值班。此變電站有兩臺(tái)主變，在事故發(fā)生前高低壓顯示正常，即110kV內(nèi)橋斷路器700在分閘位置，此外10kV分段斷路器100也在分閘位置。110kV陽(yáng)北線帶動(dòng)1號(hào)主變，110kV新北線帶動(dòng)2號(hào)主變。故障發(fā)生之后，調(diào)度中心查看了2號(hào)主變，顯示10kV側(cè)斷路器已經(jīng)跳閘，此外10kV段沒(méi)有電流，無(wú)直流電信號(hào)。同時(shí)，還接到值班人員電話預(yù)警，電話之后的120分鐘，工作人員趕到變電站發(fā)現(xiàn)10kV開(kāi)關(guān)設(shè)備還處在冒煙狀態(tài)，隨帶上防毒面具、二氧化碳和干粉滅火器進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)滅火。火災(zāi)后查看發(fā)現(xiàn)10kV東方線上的開(kāi)關(guān)柜內(nèi)發(fā)生嚴(yán)重?zé)龤Аｉ_(kāi)關(guān)柜內(nèi)529斷路器仍在合位上；110kV設(shè)備以及2號(hào)主板都沒(méi)有出現(xiàn)問(wèn)題；查看主控制室內(nèi)的儀器發(fā)現(xiàn)直流母線沒(méi)有電壓。查看東方線出線線路，找到其起火源頭。

3 事故探析

根據(jù)東方線短路信息查看可以知道東方機(jī)械廠內(nèi)部的拉桿線路已經(jīng)斷裂并且反彈到高架上面導(dǎo)致線路發(fā)生故障，從事故錄播圖得知，故障剛開(kāi)始發(fā)生期間由于兩相短路，在隨后的短路中，東方線斷路器發(fā)生拒動(dòng)，大概三秒鐘之后出現(xiàn)三相短路。在隨后出現(xiàn)10kV II段部位電壓持續(xù)性下降，且直流屏進(jìn)行交流電源轉(zhuǎn)換，在轉(zhuǎn)換的過(guò)程過(guò)發(fā)現(xiàn)交流電源缺失，再加上蓄電池自身產(chǎn)生故障，導(dǎo)致直流電源輸出失敗。等到交流電的電源轉(zhuǎn)換完成之后，直流電源恢復(fù)工作，2號(hào)主變低壓側(cè)的斷路器才切斷事故。

以下是直流屏和保護(hù)裝置截取的監(jiān)視信息，直流屏上顯示：在15時(shí)33分49秒，顯示直流屏已無(wú)電壓，且監(jiān)控結(jié)束錄像功能；在15時(shí)33分58秒，監(jiān)控恢復(fù)正常錄像；在15時(shí)34分01秒，直流屏電壓達(dá)到223V。保護(hù)裝置顯示：在15時(shí)33分49秒，2號(hào)主變低壓后備保護(hù)無(wú)電源，且運(yùn)行指示燈滅掉；在15時(shí)33分50秒，顯示監(jiān)控畫(huà)面消失；在15時(shí)33分58秒，監(jiān)控恢復(fù)正常；在14時(shí)34分02秒，2號(hào)主變低壓后備保護(hù)裝置恢復(fù)正常運(yùn)行，且指示燈正常工作。

從上面的數(shù)據(jù)我們可以得出，在15時(shí)33分49秒直流電直接消失，但是在34分01秒恢復(fù)正常，大約有12秒沒(méi)有直流電源。直流電消失，導(dǎo)致開(kāi)關(guān)柜內(nèi)整個(gè)保護(hù)及自動(dòng)化裝置電源缺失，無(wú)法判斷故障發(fā)生點(diǎn)，也就是上文所說(shuō)的三相短路故障點(diǎn)，保護(hù)無(wú)法動(dòng)作。我們可以發(fā)現(xiàn)，兩相短路的時(shí)間大概是0.7秒。到了34分02秒2號(hào)主變后備保護(hù)恢復(fù)工作，由于還涉及到開(kāi)關(guān)動(dòng)作的時(shí)間，因此，故障持續(xù)的時(shí)間達(dá)到13秒。

依據(jù)保護(hù)裝置反饋的信息可以看出，當(dāng)短路發(fā)生之后，斷路器529開(kāi)啟保護(hù)功能，此時(shí)斷路器無(wú)法跳閘。然而此斷路器顯示曾經(jīng)有過(guò)過(guò)熱的現(xiàn)象，資料文獻(xiàn)記載，在2009年的時(shí)候曾經(jīng)出現(xiàn)因?yàn)榫軇?dòng)而造成停電。那時(shí)候并沒(méi)有找到拒動(dòng)的原因，隨后進(jìn)行修復(fù)再次投入工作。總結(jié)出斷路器拒動(dòng)是造成此次故障的主要原因。

故障之后再次檢查蓄電池發(fā)現(xiàn)其中有一節(jié)蓄電池沒(méi)有電壓，且狀態(tài)為開(kāi)路，這也是導(dǎo)致蓄電池組整體沒(méi)有輸出電壓的原因。根據(jù)記錄顯示，該蓄電池組曾在事故發(fā)生前做過(guò)維護(hù)工作，由此可知當(dāng)時(shí)的工作不到位。東方線出線開(kāi)關(guān)柜再一次出現(xiàn)直流母線失去電力，其斷電原因是由于著火后直流電短路致使交流電轉(zhuǎn)化跳閘。除去10kV II段直流電的超載，手動(dòng)操作開(kāi)后，能直接回復(fù)直流母線供電。總結(jié)可知蓄電池產(chǎn)生問(wèn)題也是故障產(chǎn)生的重要原因之一。

4 事故處理狀況

斷電之后檢查發(fā)現(xiàn)主變沒(méi)有任何問(wèn)題，且本體和瓦斯絕緣油色譜顯示也是正常的，直流電阻試驗(yàn)以及空載試驗(yàn)顯示均沒(méi)有問(wèn)題。

在檢查東方線開(kāi)關(guān)柜的時(shí)候發(fā)現(xiàn)，更換后的母線倉(cāng)遭到破壞但是套管6支壓力測(cè)試沒(méi)有問(wèn)題。

502C相斷路器在真空泡的檢測(cè)下發(fā)現(xiàn)其動(dòng)靜出頭有過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的短路現(xiàn)象，但是目前還不影響設(shè)備的運(yùn)行，為了保證后續(xù)的正產(chǎn)工作應(yīng)考慮更換新的。

在日常生活中，作為一名合格的檢修人員，在故障發(fā)生的第一時(shí)間了解事故發(fā)生的具體信息，比方說(shuō)事故發(fā)生前，電網(wǎng)的工作狀況、故障發(fā)生位置以及所處的環(huán)境，只有這樣才能精確的向有關(guān)部門(mén)匯報(bào)工作，進(jìn)而進(jìn)一步的提高解決問(wèn)題的效率。此外，還要根據(jù)目前所掌握的信息對(duì)事故進(jìn)行初步的判定，盡可能的把一些遇到的不良問(wèn)題考慮進(jìn)去，還要盡快的將故障發(fā)生地隔離開(kāi)，以減少不良反應(yīng)帶來(lái)的影響。與此同時(shí)，還要嚴(yán)格按照命令執(zhí)行，事故的詳細(xì)記錄以及匯報(bào)工作都要做全面。故障處理前，改變站內(nèi)運(yùn)方，轉(zhuǎn)移負(fù)荷。事故發(fā)生的現(xiàn)場(chǎng)最怕的一件事情就是連鎖反應(yīng)事故。

5 發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題以及解決問(wèn)題的措施

5.1 真空斷路器發(fā)生的故障

設(shè)備是否正常工作決定了變電站能否穩(wěn)定運(yùn)行，特別是在無(wú)人值班的變電站中，因?yàn)楣收系陌l(fā)生往往不能立刻發(fā)現(xiàn)并給予正確處理，因此，對(duì)于設(shè)備質(zhì)量的要求相比有人的變電站要高很多。而10kV線路出線發(fā)生故障的概率也會(huì)相應(yīng)增加，這些故障往往都是由真空斷路器引起的。現(xiàn)在市場(chǎng)上生產(chǎn)的真空斷路器比較多，這樣導(dǎo)致質(zhì)量上面層次不齊，因此，在選擇上面應(yīng)該選一些歷史比較悠久，以及質(zhì)量比較好的商家。此外，在儀器使用的過(guò)程中應(yīng)當(dāng)做好對(duì)儀器的檢查和維修，尤其是在一些機(jī)械上面。有的時(shí)候電氣控制回路產(chǎn)生問(wèn)題也能帶來(lái)斷路器拒動(dòng)，然而更多的是很多的廠家在產(chǎn)品設(shè)計(jì)上面存在缺陷，此類(lèi)發(fā)生的概率要比電氣回路引起多很多。

5.2 蓄電池引起的故障

蓄電池引發(fā)的問(wèn)題主要是因?yàn)楸Ｗo(hù)不當(dāng)造成連續(xù)的反應(yīng)，特別是在110kV的變電站中，很多時(shí)候這類(lèi)的變電站都含有一組蓄電池，因此，一旦發(fā)生交流電失電，或者整個(gè)設(shè)備導(dǎo)致的問(wèn)題，就會(huì)出現(xiàn)故障，因?yàn)樾铍姵厥潜Ｗo(hù)設(shè)備以及自動(dòng)裝置的唯一后備電源裝置。在正常的工作中應(yīng)當(dāng)做好對(duì)設(shè)備的檢查工作，其內(nèi)容涉及到檢查電壓是否正常、連接位置是否有松動(dòng)、極柱附近是否有液體或者氣體出現(xiàn)、殼體上面是否有裂痕或者變形的狀況等。如果需要應(yīng)當(dāng)立即采取措施，比方說(shuō)對(duì)浮充電流工作進(jìn)行檢測(cè)。

5.3 交流切換裝置中出現(xiàn)的問(wèn)題

如果發(fā)現(xiàn)蓄電池出現(xiàn)問(wèn)題，此時(shí)切換裝置將直接決定直流電源的斷電時(shí)間。好比本文所提到的故障來(lái)說(shuō)，整個(gè)切換裝置話費(fèi)的時(shí)間是12秒，某種程度上來(lái)說(shuō)，切換時(shí)間有點(diǎn)長(zhǎng)。這里要說(shuō)明一下，切換裝置是保障一個(gè)電源斷電之后能否保證另一個(gè)電源的正常工作，切換的時(shí)候會(huì)有一定的時(shí)間差，然而，需要控制好這個(gè)時(shí)間差，不能太長(zhǎng)也不能太短，適中最好。

6 結(jié)束語(yǔ)

電力系統(tǒng)能否安全工作直接和經(jīng)濟(jì)效益有關(guān)，所以，我們要不斷的加強(qiáng)變電站管理工作，尤其是在110kV變電站上，只有不斷的改善安全管理工作，才能減少事故發(fā)生的概率，才能保障變電站的正常運(yùn)行，為當(dāng)?shù)厣鐣?huì)未來(lái)的發(fā)展創(chuàng)造更多的經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)

[1]樊智穎.變電所蓄電池的運(yùn)行與維護(hù)[C].2007年全國(guó)冶金供用電專(zhuān)業(yè)年會(huì)論文集，2007：163-184.

[2]李毅然.斷路器常見(jiàn)故障的診斷及其處理方法的探討[J].鄭鐵科技通訊，2007（3）：17-18.

[3]王兆新，袁少舂，趙曉東，等.采油區(qū)1.14kV戶外開(kāi)關(guān)裝置的改進(jìn)[J].中國(guó)科技博覽，2012.