110kV陸聯(lián)站10kV分段531開關(guān)柜故障燒損事件分析

深圳供電局有限公司 廣東深圳?518000

摘要：一起開關(guān)滅弧室故障、真空度降低，斷口被擊穿、滅弧室炸裂引起三相短路故障。故障緣起開關(guān)A相滅弧室故障斷口擊穿炸裂故障，然后發(fā)展成AB相間短路接地故障，導(dǎo)致母線電壓開始降低。探討了檢修試驗(yàn)規(guī)程要求對(duì)開關(guān)柜真空泡的真空度、耐壓試驗(yàn)、回路電阻試驗(yàn)的開展周期性

關(guān)鍵詞：滅弧室故障;真空度降低;斷口被擊穿;滅弧室炸裂;試驗(yàn)周期;母線電壓

1 設(shè)備情況

1.1 故障設(shè)備情況

2018年1月26日17：53：34，110kV陸聯(lián)站#1主變變低后備保護(hù)動(dòng)作跳開 A分支501A開關(guān)，#3主變變低后備保護(hù)動(dòng)作跳開 503開關(guān)，531速斷、過流保護(hù)動(dòng)作，造成10kV1AM、3M母線失壓。

1.2 事故前設(shè)備運(yùn)行方式

圖1 陸聯(lián)站主接線圖

故障前#1主變、#3主變同時(shí)掛在110kV 1M運(yùn)行，主變調(diào)壓檔位均在3檔，10kV1AM、3M母線分列運(yùn)行，10kV分段531開關(guān)在熱備用狀態(tài)，531開關(guān)在分閘狀態(tài)。

2故障排查及修復(fù)

2.1 繼保專業(yè)檢查情況

2.1.1 保護(hù)動(dòng)作行為

根據(jù)保護(hù)動(dòng)作報(bào)文列出保護(hù)動(dòng)作行為（如下表）：

根據(jù)上表，結(jié)合各保護(hù)啟動(dòng)時(shí)間，繪制保護(hù)動(dòng)作時(shí)序圖（如圖2）

2.1.2 保護(hù)動(dòng)作分析

10kV分段531保護(hù)動(dòng)作情況分析：

故障報(bào)文：速斷607ms、過流907ms動(dòng)作，故障電流二次值14.13A，故障相為ABC三相，10kV分段531開關(guān)熱備用狀態(tài)。

故障電流二次值14.13A大于速斷（過流I段）、過流II段整定定值，故障持續(xù)時(shí)間超過速斷（過流I段）、過流II段整定時(shí)間，保護(hù)動(dòng)作正確，故障發(fā)生時(shí)10kV分段531開關(guān)在熱備用狀態(tài)，故保護(hù)動(dòng)作情況正確。

#1主變變低A分支501A后備保護(hù)動(dòng)作情況分析：

故障報(bào)文：復(fù)壓過流I段1時(shí)限 903ms、復(fù)壓過流II段1時(shí)限 903ms，故障電流二次值22.46A，故障相為ABC三相。#1主變變低A分支501A開關(guān)940ms斷開。

故障電流二次值：22.46A大于復(fù)壓過流I段、復(fù)壓過流II段整定定值，故障持續(xù)時(shí)間超過復(fù)壓過流I段、復(fù)壓過流II段一時(shí)限整定時(shí)間，保護(hù)動(dòng)作正確，#1主變變低A分支501A開關(guān)正確可靠斷開。

#3主變變低503后備保護(hù)動(dòng)作情況分析：

故障報(bào)文：復(fù)壓過流I段1時(shí)限 904ms、復(fù)壓過流II段 904ms、復(fù)壓過流III段 1200ms，故障電流二次值15.68A，故障相為ABC三相，#3主變變低503開關(guān)967ms斷開

故障電流二次值15.68A大于復(fù)壓過流I段、復(fù)壓過流II段、復(fù)壓過流III段整定定值，故障持續(xù)時(shí)間超過復(fù)壓過流I段、復(fù)壓過流II段一時(shí)限整定時(shí)間，#3主變變低503開關(guān)正確可靠斷開。

仔細(xì)對(duì)比故障報(bào)文和開關(guān)斷口時(shí)間會(huì)發(fā)現(xiàn)，#3主變變低503開關(guān)967ms斷開后，復(fù)壓過流III段仍動(dòng)作。當(dāng)發(fā)現(xiàn)動(dòng)作異常行為后，立刻后臺(tái)調(diào)取#3主變變低503后備保護(hù)動(dòng)作波形。

#3主變變低503后備保護(hù)動(dòng)作波形中，藍(lán)色線為保護(hù)啟動(dòng)時(shí)刻，綠色線為復(fù)壓過流I段、復(fù)壓過流II段動(dòng)作時(shí)刻，黃色線時(shí)刻為#3主變變低503開關(guān)分閘時(shí)刻，此時(shí)故障電流已經(jīng)切除，橙色線為復(fù)壓過流III段動(dòng)作，此時(shí)已無故障電流，復(fù)壓過流III段動(dòng)作且動(dòng)作行為不返回，復(fù)壓過流III段動(dòng)作是保護(hù)裝置異常行為。初步判斷#3主變變低503后備保護(hù)異常行為是由CPU板異常所致。

2.2 檢修專業(yè)檢查情況

2.2.1 ?開關(guān)柜設(shè)備配置參數(shù)

生產(chǎn)廠家：蘇州阿爾法開關(guān)有限公司;開關(guān)柜型號(hào)：PIX12-080 ;開關(guān)型號(hào)：HVX12機(jī)構(gòu);投運(yùn)時(shí)間：2013年12月。

2.2.2 檢修現(xiàn)場(chǎng)檢查處理情況

檢修人員對(duì)#1主變變低501開關(guān)、#3主變變低503開關(guān)、10kV分段531開關(guān)柜檢查情況為：????#1主變變低501A開關(guān)檢查：501A開關(guān)現(xiàn)場(chǎng)檢查正常，開關(guān)操作正常，刀閘動(dòng)靜觸頭正常，柜體未見異常;

#3主變變低503開關(guān)檢查：503開關(guān)檢查正常，開關(guān)操作正常，絕緣試驗(yàn)合格，柜體未見異常，活門、觸頭操作正常;

10kV分段531開關(guān)檢查如下表所示：

531開關(guān)柜泄壓通道被沖開

電纜室下柜門及斷路器室柜門觀察窗玻璃沖碎，柜門變形

531開關(guān)三相滅弧室炸裂

531開關(guān)室燒黑、布滿金屬粉塵

531開關(guān)動(dòng)靜觸頭未見燒熔、變形或其他異常

531開關(guān)母線室及相鄰開關(guān)柜母線室檢查正常

531開關(guān)三相滅弧室均在分閘位置。滅弧室內(nèi)燒熔明顯

受開關(guān)滅弧室故障影響，斷路器內(nèi)部元器件燒損嚴(yán)重，機(jī)構(gòu)無法正常操作

3故障分析總結(jié)

3.1 從后臺(tái)SCADA系統(tǒng)數(shù)據(jù)分析

從OPEN3000信息可知：本次故障跳閘保護(hù)動(dòng)作分別為：#1主變變低后備保護(hù)動(dòng)作跳開501開關(guān);#3主變變低503過流I段、II段保護(hù)動(dòng)作跳開503開關(guān);531開關(guān)過流速斷保護(hù)動(dòng)作。其中501開關(guān)、503開關(guān)在本次操作中后臺(tái)變位正常，531開關(guān)本身處于分閘位置，在本次故障中未有操作和變位情況，正常。保護(hù)動(dòng)作時(shí)序如下：

3.2事故現(xiàn)場(chǎng)分析

根據(jù)保護(hù)動(dòng)作和現(xiàn)場(chǎng)故障情況，排除其他可能故障點(diǎn)，推斷如下：

推測(cè)1：531開關(guān)滅弧室故障、真空度降低，斷口被擊穿、滅弧室炸裂導(dǎo)致三相短路故障;

推測(cè)2：531滅弧室安裝部件失效，導(dǎo)致開關(guān)斷口導(dǎo)通，拉弧，造成相間短路故障。

結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)531開關(guān)滅弧室安裝部件的檢查，確認(rèn)安裝部件未見放電、拉弧痕跡，推測(cè)2被否。

3.3結(jié)合保護(hù)裝置波形分析：

本次故障共有三張波形圖：#1主變波形圖、#3主變波形圖、531保護(hù)波形圖，其中531開關(guān)電流互感器靠10kV 1M側(cè)，531保護(hù)波形中電壓波形取自10kV3MPT。

根據(jù)波形圖，現(xiàn)推斷如下：

1）本次531開關(guān)滅弧室故障首先由A相滅弧室故障引起，然后發(fā)展至AB相間故障，進(jìn)而發(fā)展至ABC三相短路故障;

2）531開關(guān)A相滅弧室故障應(yīng)為斷口擊穿故障，而非其他接地故障，因?yàn)樵诔霈F(xiàn)A相故障時(shí)，1M或3M A相電壓并未降低，直至發(fā)展至AB相間短路接地故障，母線電壓開始降低;

綜合以上分析判斷：本次531開關(guān)柜故障為A相滅弧室故障導(dǎo)致斷口擊穿、拉弧、炸裂，引發(fā)的三相短路故障。

4總結(jié)及遺留問題

4.1?整改措施及工作建議

①?按照檢修試驗(yàn)規(guī)程要求對(duì)開關(guān)柜真空泡的真空度、耐壓試驗(yàn)、回路電阻試驗(yàn)周期性開展試驗(yàn)檢驗(yàn)工作（大電流開關(guān)柜、電容器柜每3年一次，其他開關(guān)柜每6年一次，由試驗(yàn)專業(yè)負(fù)責(zé)開展）;

②?針對(duì)陸聯(lián)站出現(xiàn)開關(guān)滅弧室故障問題，經(jīng)確認(rèn)阿爾法10kV開關(guān)配置的滅弧室為阿爾法開關(guān)公司生產(chǎn)的，建議對(duì)該公司的開關(guān)滅弧室進(jìn)行檢測(cè)，共涉及6座變電站，13段母線及開關(guān)柜，避免存在批次缺陷;

參考文獻(xiàn)：

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作者簡(jiǎn)介：王偉，湖南大學(xué)本科，2012年入職，變電管理一所檢修四班班長(zhǎng)。