一起500kV交流濾波器故障的分析處理

南方電網(wǎng)文山供電局 孔令波

1 故障情況及檢查處理過程

事故前的運行方式：極一、極二解鎖狀態(tài)，直流雙極功率1350MW，ACF22、ACF24、ACF32、ACF41、ACF42、ACF44投入運行。

2018年1月26日11時16分59秒856毫秒，500kV ACF22交流濾波器582開關(guān)A、B、C相跳閘；500kV 582交流濾波器主一保護C1比值不平衡3段動作、500kV 582交流濾波器主二保護C1比值不平衡3段動作；1月26日11:16分值班負責人接到值班員報告：“11:16分，500kV ACF22交流濾波器582開關(guān)A、B、C相跳閘，自動控制模式消失，轉(zhuǎn)為手動控制模式，第一、二套保護跳閘。”值班負責人接報后，到監(jiān)控機核實了故障信息，確認除此之外再無其他信號發(fā)出后，立即安排人員現(xiàn)場檢查。

11:20分，值班員到現(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn)500kV ACF22交流濾波器小組A相C1電容器塔有燒焦氣味，檢查二次設(shè)備時發(fā)現(xiàn)：ACF22交流濾波器主一保護、主二保護C1比值不平衡3段動作，故障錄波已起動并進行錄波；11:25分，向總調(diào)申請將500kV ACF22交流濾波器由熱備用轉(zhuǎn)為檢修狀態(tài)，由檢修人員檢查處理。

11:30分檢修人員發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場檢查500kV ACF22交流濾波器小組A相C1電容器塔第二層L4電容器左側(cè)瓷柱一次接頭燒熔，瓷套密封處有漏液，與相鄰L3電容器之間短連線燒熔僅剩一半，進行電容器的更換工作；15:20分檢修人員對新更換的電容器對C1電容器塔進行橋臂電容測量工作結(jié)束，實驗數(shù)據(jù)合格；16:20分向總調(diào)申請將500kV ACF22交流濾波器由檢修轉(zhuǎn)為運行狀態(tài)，并對其紅外測溫正常。

圖1 被燒壞的電容器

2 故障原因分析與暴露的問題

2.1事件過程分析

后臺監(jiān)控機SOE事件記錄如下：2018-01-26,11:16:59:856主（A）=20RF22+R1/ACF22交流濾波器保護屏一保護動作；2018-01-26,11:16:59:856從（B）=20RF22+R1/ACF22交流濾波器保護屏一保護動作；2018-01-26,11:16:59:857主（A）=20RF22+R2/ACF22交流濾波器保護屏二保護動作；2018-01-26,11:16:59:857從（B）=20RF22+R2/ACF22交流濾波器保護屏二保護動作；2018-01-26,11:16:59:904主（A）20BF22-Q0/582開關(guān)分位產(chǎn)生；2018-01-26,11:16:59:904從（B）20BF22-Q0/582開關(guān)分位產(chǎn)生。

電容器比值不平衡保護保護判斷：保護分3段，1段告警，2段延時100毫秒告警，延時跳閘，3段立 即跳閘；電容C1動作判據(jù)：│ITA2校正│/ITA3＞Kset，ITA3＞0.1In。根據(jù)故障錄波及保護裝置動作報告可知， │ITA2校正│=0.283A，ITA3=0.417A，即│ITA2校正│/ITA3＞Kset=0.283A/0.41A=0.67＞Kset=0.41，ITA3＞0.1In。滿足電容C1動作判據(jù)，保護動作正確。

圖2 C1不平衡保護定值

圖3 故障錄波圖

圖4 保護裝置動作信息

2.2 一次設(shè)備檢查

對故障電容器進行現(xiàn)場檢查，進行電容量和極對外殼絕緣電阻測試，實驗數(shù)據(jù)均合格，且電容器器身及瓷套未發(fā)現(xiàn)有局部擊穿痕跡，可排除電容器因內(nèi)部故障引起的著火。對故障電容器接頭進行清洗，瓷柱密封處有數(shù)處燒熔孔洞，清洗后未見滲漏，（圖5）可初步判斷內(nèi)部電解液為故障時從此處滲出，可排除電容器由于密封滲液引起的著火。對故障電容器左側(cè)瓷柱進行檢查，一次接頭外側(cè)哈弗線夾有燒熔痕跡，內(nèi)側(cè)未被燒熔，凹凸墊圈燒熔接近三分之一（圖6）。

初步分析此次故障為：現(xiàn)場使用的連接軟線壓接時可能存在工藝控制不到位，檢查不仔細，使用了有局部松股的連接線，雖然使用防松的哈弗線夾，施工時螺栓力矩也滿足廠家規(guī)定，但設(shè)備長期運行，局部松股引起熱變形，熱脹冷縮，接觸電阻增加，長此以往造成接線端子燒紅熔化。

2.3 暴露的問題

換流站設(shè)備多、面積廣，現(xiàn)場測溫易出現(xiàn)死點；合容電容器一次接頭結(jié)構(gòu)采用“哈弗線夾-凹凸墊片-螺帽”結(jié)構(gòu)，僅使用一顆螺帽，可靠性不高；檢修過程中，現(xiàn)場使用升降平臺和升降叉車進行電容器更換作業(yè)時，濾波器場地塌陷嚴重、地基疲軟，不適合較重的作業(yè)車輛進入。同時現(xiàn)有作業(yè)車輛作業(yè)時不方便、不適用，電容器塔均壓環(huán)下面電容器故障可處理，作業(yè)面升高后現(xiàn)有作業(yè)車輛不滿足作業(yè)要求，存在誤碰、傾倒風險。

圖5 被燒壞的電容器接頭

圖6 被燒壞的電容器左側(cè)磁柱

3 防范措施

運行人員紅外測溫與機器人巡檢相結(jié)合。富寧換流站日常運維時間固化，保證兩值輪換周期內(nèi)七天能保證一次紅外熱像檢測，避免兩次檢測時間間隔過長。針對本次事件出現(xiàn)的問題，運行專業(yè)必要重點關(guān)注電容器接頭溫升，日常巡維與專業(yè)巡維交叉開展，有效縮短檢查周期；其次，智能巡檢機器人投入使用后，運行人員每天定時查看巡檢數(shù)據(jù)，做到有異常提前發(fā)現(xiàn)，提前處理。

此次故障初步分析為一次接頭接觸電阻增加積累所致，建議預試定檢期間重點關(guān)注電容器一次接線，對接頭重新力矩確認，檢查接頭有無放電痕跡，有效預防因接線松動造成接觸電阻增大誘發(fā)的同類故障；合容電容器接頭結(jié)構(gòu)僅有一顆螺帽，建議增加一顆備帽或進行相應(yīng)改進增加可靠性（現(xiàn)場A型濾波器小組電容器為西安西電電力電容器有限責任公司提供，一次接頭采用一主一備帽結(jié)構(gòu)），避免因震動和電動力的原因造成螺栓松動；作業(yè)車輛不滿足作業(yè)要求，檢修班梳理作業(yè)工具需求，上報材料申報計劃，配置滿足現(xiàn)場電容器更換的作業(yè)器具。

4 取得的經(jīng)驗

在分析判斷故障性質(zhì)及故障范圍時不能僅依據(jù)監(jiān)控機發(fā)出的開關(guān)變位信號及相關(guān)報文信息，應(yīng)結(jié)合現(xiàn)場保護裝置、自動裝置的具體動作情況、現(xiàn)場后臺監(jiān)控機的SOE事件順序記錄及故障時的外部征象等進行綜合分析判斷，才能得出正確的結(jié)論；查找故障點時應(yīng)結(jié)合保護及自動裝置的具體動作情況、保護裝置的保護范圍等全面查找，對電容器電容排查直到找到故障點；對查找到的故障點應(yīng)進行全面

綜合的分析，分析結(jié)論應(yīng)與保護及自動裝置所顯示的結(jié)果相符，且不放過任何一個可凝的細節(jié)。

5 結(jié)語

在故障檢查處理過程中，因換流站設(shè)備多、面積廣，未能及時檢查設(shè)備。加之運行人員對交流濾波器保護的現(xiàn)場接線情況不清楚，使運行人員在故障的檢查處理過程中出現(xiàn)了一些失誤。因此，變電運行人員只有在熟悉換流站保護及自動裝置的具體配置情況、保護范圍、現(xiàn)場接線情況的基礎(chǔ)之上，開展深層次的事故預想及反事故演習，才能真正提高運行人員事故的應(yīng)急處置能力，做到未雨綢繆，為保障換流站的安全生產(chǎn)打下扎實的基礎(chǔ)。