那吉電廠913開(kāi)關(guān)過(guò)電壓保護(hù)器故障分析

陳健

摘 要：文章以那吉電廠為例，對(duì)其913開(kāi)關(guān)過(guò)電壓保護(hù)器中存在的故障分析，分析原因主要是氧化鋅閥片通流量過(guò)大，引起電容變值，從而誘發(fā)了系統(tǒng)發(fā)生諧振，而過(guò)電壓保護(hù)器中性點(diǎn)沒(méi)有接地，使其工況惡化，出現(xiàn)三相短路，從而導(dǎo)致出現(xiàn)柜內(nèi)過(guò)電壓保護(hù)器發(fā)生爆炸。

關(guān)鍵詞：電廠；開(kāi)關(guān)；過(guò)電壓保護(hù)器；故障

中圖分類號(hào)：TM862 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2018）11-0113-02

Abstract： In this paper， taking Naji Power Plant as an example， the fault analysis of its 913 switching overvoltage protector is made. The main reason is that the passing flow of zinc oxide valve is too large， which causes the change of capacitance， which induces the resonance of the system. But the neutral point of the over-voltage protector is not grounded， which makes its working condition worsen and the three-phase short circuit appears， which results in the explosion of the over-voltage protector in the cabinet.

Keywords： power plant； switch； overvoltage protector； fault

1 故障概況

2011年2月10日下午14時(shí)16分，隨著一聲巨響，上位機(jī)顯示10.5kV 913開(kāi)關(guān)、400V 431開(kāi)關(guān)同時(shí)跳閘，并發(fā)出“3#廠變保護(hù)動(dòng)作”信號(hào)，屏幕顯示400V廠用三段電源消失。值班人員趕往故障現(xiàn)場(chǎng)時(shí)發(fā)現(xiàn)913開(kāi)關(guān)柜冒煙，柜內(nèi)過(guò)電壓保護(hù)器發(fā)生爆炸。

事后，經(jīng)維護(hù)人員將過(guò)電壓保護(hù)器拆除時(shí)，發(fā)現(xiàn)保護(hù)器三相高壓接線端子出現(xiàn)灼傷脫落，A相和C相裝置外殼被炸開(kāi)，B相外殼也有一道8厘米的裂痕，A相阻容吸收裝置的一個(gè)電容模塊被炸飛。

在對(duì)#3廠用變保護(hù)裝置檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)過(guò)流保護(hù)動(dòng)作，A、B、C三相電流分別為8765A、8755A和8760A，從數(shù)據(jù)上可以判斷913開(kāi)關(guān)出線發(fā)生了三相短路。

2 故障分析

2.1 故障設(shè)備情況

故障設(shè)備為TCL明創(chuàng)（西安）有限公司生產(chǎn)的FGB型復(fù)合式過(guò)電壓保護(hù)器，型號(hào)：FGB-10P，額定電壓：10kV，工頻放電電壓為16kV。設(shè)備的系統(tǒng)接線圖及保護(hù)器原理接線圖如圖1、圖2。

2.2 10.5kV母線II段發(fā)生諧振過(guò)電壓

在#3廠變保護(hù)動(dòng)作前兩秒，監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)“10.5kV母線II段消諧裝置告警”信號(hào)，事后經(jīng)查詢錄波裝置，發(fā)現(xiàn)故障時(shí)波形如圖3所示。

從錄波圖中可以看出，在a處和b處，10.5kV母線A相和C相出現(xiàn)了充放電的波形，即A相和C相發(fā)生了諧振，在c處，10.5kV母線ABC三相發(fā)生諧振，三相電壓同時(shí)增高，產(chǎn)生諧振過(guò)電壓，其中C相電壓最高，最高處達(dá)到了17.64kV，是相電壓的2.9倍。FGB-10P過(guò)電壓保護(hù)器的工頻放電電壓為16kV，因此在c處，C相氧化鋅閥片導(dǎo)通放電。

2.3 產(chǎn)生諧振的原因

一般在10kV系統(tǒng)，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生單相接地，開(kāi)關(guān)合閘，發(fā)生雷電等干擾時(shí)，容易引起諧振過(guò)電壓現(xiàn)象。故障發(fā)生時(shí)，無(wú)開(kāi)關(guān)操作，無(wú)大氣過(guò)電壓，廠用400V III段供2號(hào)機(jī)組機(jī)旁盤，無(wú)特別操作。那么10.5kV母線II段是如何產(chǎn)生諧振的呢？

當(dāng)過(guò)電壓保護(hù)器不接地時(shí)，其電路接線變成圖4。

假如氧化鋅閥片質(zhì)量很好，處于理想狀態(tài)，則加在電容器兩邊的電壓為0，事實(shí)上由于氧化鋅閥片有一定的通流量，因此加在電容兩邊的電壓不為0，當(dāng)氧化鋅閥片的質(zhì)量不是很好，通流量比較大時(shí)，加在電容兩邊的電壓將會(huì)增大，極限狀態(tài)下等于線電壓。而電容長(zhǎng)時(shí)間處在高壓狀態(tài)下，有變值的可能，當(dāng)電路中電容和電感比例達(dá)到諧振條件時(shí)（XL-XC=0），就會(huì)產(chǎn)生諧振。

結(jié)合錄波圖，顯然首先是AC相之間發(fā)生了并聯(lián)諧振，之后隨著電路參數(shù)的變化，在c處三相同時(shí)發(fā)生了諧振，最終導(dǎo)致氧化鋅閥片全導(dǎo)通產(chǎn)生了三相短路故障。

3 總結(jié)

3.1 故障的直接原因

導(dǎo)致故障的直接原因是氧化鋅閥片通流量過(guò)大，引起電容變值，從而誘發(fā)了系統(tǒng)發(fā)生諧振，而過(guò)電壓保護(hù)器中性點(diǎn)沒(méi)有接地，使其工況惡化，導(dǎo)致三相短路的嚴(yán)重后果。

3.2 防范措施

（1）檢查10kV系統(tǒng)其他過(guò)電壓保護(hù)器中性點(diǎn)接地情況。

（2）采用性能更穩(wěn)定的設(shè)備。

（3）加強(qiáng)設(shè)備管理，按要求對(duì)設(shè)備進(jìn)行預(yù)防性試驗(yàn)。

（4）檢查設(shè)備管理上存在的漏洞，貫徹落實(shí)各項(xiàng)制度要求。

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