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传感器

避雷器折断引起母线失压的故障分析

  2009年08月24日  

  摘要 本文对一起变电站折断引起的母线失压的故障分析,阐述了发生故障的原因,并针对问题提出了解决的办法和防范的措施。

  1、故障情况介绍

  2005年3月10日,湖北荆门地区大风、强降温天气,从气象局气象资料获知极大风速达19.4米/秒。23时50分,枣山变主控制室事故音响喇叭、警铃响,220kv母差保护动作,220KV母差保护屏“Ⅱ母差动”、“Ⅱ母复归延时动作”等信号灯亮,荆枣一回枣07、母联枣08、#2主变高压侧枣05开关跳闸,#2母线停电。

  经现场检查,220KV#2母线A相避雷器从基座瓷瓶上阀兰处断裂掉落地面,互02B相PT压力膨胀器膨胀,B相避雷器动作一次。

  2、故障前运行方式及事故损失情况

  故障前220kV系统运行方式:荆枣一回枣07开关、荆枣二回枣09开关分别送220KV#2、#1母线,220KV母联枣08开关联络运行,江枣线枣01开关接#1母线送线路。枣02开关供#1主变,枣05开关供#2主变

事故前站内220kV系统一次接线简图:


  设备损失情况:3月11日,对B相PT油色谱分析结果为总烃为20445.9μl/l,其中CH4 5892.7μl/l 、C2H67867.11μl/l 、C2H4 6611.11μl/l 、C2H2 75.1μl/l,H2为6557.86μl/l ,CO 为23985μl/l,CO2为128371.04μl/l。各注意值均严重超标,经三比值计算判断为内部高热故障。C相PT油色谱分析结果各气体组分含量均在正常范围内,但总烃与上次值比较增长较快。A相损坏。

  3、故障过程及保护动作分析

  从枣08开关保护故障录波图分析看出,本次事故分两个过程:

  3.1 23时49分52秒,互02PTA相避雷器从基座瓷瓶上阀兰处断裂掉落地面,A相永久性接地,母差保护启动,经47ms切除枣08、枣07、枣05开关,#2母线失压。母差保护动作正确。同时,将枣07开关收发讯机停讯,对侧荆13开关高频零序保护动作跳A相,经0.8s重合成功,保护动作正确。本站采用南自厂HMZ-101(D)母线保护,荆13开关采用WXH-11+CKJ-1线路保护,事故后各级保护动作正确,未造成事故范围扩大。

  3.2 母线失压后出现铁磁谐振现象[1],出现谐振过电压,电压波形畸变,持续12.5s以后(因故障录波图只能记录此时间段),83ms B相电压达最大值233.4KV,为相电压1.83倍;C相电压为120KV,略低于相电压;A相因接地,电压接近为零。B相过电压导致B相PT铁芯饱和而严重过热损坏, PT压力膨胀器冲顶,B相避雷器动作。

  4、事故原因分析

  4.1 220KV互02PTA相从基座瓷瓶上阀兰处断裂是此次发生事故的直接原因。该避雷器型号为Y10W5-200/520型,河南金冠王码信息产业股份有限公司避雷器事业部(原南阳氧化锌避雷器厂)生产,94年4月出厂,当年12月投入运行,使用醴陵电瓷厂H85中强度瓷瓶,抗弯强度8000N。经与河南金冠王码信息产业股份有限公司(原南阳氧化锌避雷器厂)初步分析,认为本次底座瓷套折断为产品质量原因。该类避雷器93年至96年期间均采用湖南醴陵电瓷厂的瓷套,为中强度瓷,抗弯强度8000N。据了解,该公司93年开始生产220kV氧化锌避雷器,目前已生产110kV、220kV避雷器约4万只,共发生类似枣山的底座瓷套折断事故4起,在浙江因台风、在河南新乡因恶劣天气大风各发生一次。

  4.2 发生谐振过电压是造成B相PT损坏的原因。#2PT为JDCF-220型电磁型互感器,湖南衡阳互感器厂生产,94年9月出厂,当年12月投入运行。在故障切除#2母线时,#2主变失去接地中性点,因开关断口均压电容、母线对地电容的存在,引起谐振现象[2],B、C相电压升高。荆枣一回线路重合成功后,经枣07开关断口电容对母线充电,使谐振过电压持续12.5s以后,因此B、C相一直存在高电压。


  5、采取的措施和建议

  5.1 更换避雷器。金冠王码公司避雷器事业部自98年开始改进底座,新更换避雷器改进性能主要在底座支撑和瓷套,新底座为钢板4柱式结构。瓷垫为陕西飞机修造厂生产的高强度瓷,抗弯强度13000N;瓷套为河南长葛电瓷厂生产的高强度瓷,抗弯强度15000N。

  5.2 请有关技术鉴定部门对折断瓷瓶做鉴定,对#1母线避雷器等同批次瓷套分析鉴定,根据结果决定是否更换,同时开展对瓷套的定期超声波探伤检测(根据厂家意见,此类瓷套可以做检测)。

  5.3 建议在条件允许的情况下,进行技术改造,更换电压互感器为电容式电压互感器(CVT)。

  5.4 在更换之前,在枣山变电站加装BX220型变电站消谐装置。

  参考文献

  [1]《高电压技术》,南京工学院,周泽存主编,1988年,水力电力出版社。

  [2]《防止电力生产重大事故的二十五项重点要求》,国家电力公司,2000年9月。

 

标签:避雷器  我要反馈
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