110kV主变低后备保护动作的事故分析许磊秦魏

1引言

电力变压器是电力系统中的重要电气设备,其运行状态直接关系到供电可靠性和电力系统运行。同时电力变压器也是变电站中最昂贵的设备之一,频繁的短路故障冲击将会对变压器寿命产生重要影响,因此,在日常运行维护中,需要对主变给予足够重视,及时发现主变各类缺陷,防止其发展为严重故障,尤其要避免主变受到多次短路电流冲击的情况,在主变出口处发生短路故障的情况下,查清楚主变保护的动作原因后,还必须进行相关试验,验证主变合格后,方可将主变再次投运。

2019年6月,110kVY变电站2号主变低后备保护动作,造成了极为恶劣的影响。本文将针对此次事故,重点分析110kV主变低后备保护动作过程,探讨其保护动作发生的原因,同时结合本次事故暴露出问题,对设备技术选型和运行维护,提出了针对性的改进措施和建议。

1事故前运行方式

事故前运行方式:110kVI母、Ⅱ母运行,110kV顺中7Y8开关、顺卓7w3开关运行,110kV分段710开关运行,110kV1、2号主变运行,35kVI母、Ⅱ母运行,35kV母联310开关热备用,10kVI母、Ⅱ母运行,10kV母联110开关热备用,110kV备自投退出,35kV备自投投入,10kV备自投退出。

2事故概况及保护动作情况

2019-06-22T20:51:35,110kVY变2号主变低后备保护动作,2号主变10kV侧102开关跳闸,10kV备自投因按调度要求退出未动作,10kVI段母线失电。后查明,10kV黄埔2号171开关柜内开关触头盒和开关本体B相动触头绝缘护套烧毁。2019-06-23T20:25,故障消除并试验合格后,恢复为事故前运行方式。

3事故原因分析

3.1主变低后备保护动作分析

主变低后备保护主要用于反映相间短路故障,作为主变低压侧母线的保护和低压侧母线上出线线路的远后备保护。当低压侧母线上发生相间短路故障或者低压侧母线出线线路发生故障而线路保护拒动时,低后备保护延时跳开低压侧母联开关和主变低压侧开关,故障录波如图1所示。

图12号主变低后备保护故障录波情况

如图1所示,保护启动后,三相电流迅速增大,三相电压迅速降为零,零序电压为零,因此可判断故障类型为A、B、C三相短路。进一步分析得知,本次事故中保护装置动作电流为8184A/20.46A,远大于装置整定值6.5A,主变低后备保护动作,延时1.2s后跳开102开关,保护动作成功。后现场检查发现,10kV黄埔2号171开关柜内开关触头盒和开关本体B相动触头绝缘护套烧毁,分析判断柜内因设备烧毁发生了三相弧光短路,导致2号主变低后备保护动作,与保护动作情况相符合。

后续,结合现场设备检查情况,如图2所示,进一步对开关柜内开关触头盒和开关本体B相动触头绝缘护套烧毁的原因进行了分析,由于此型号的开关柜投运时间较长,使得轨道发生了变形,导致断路器在推进过程中,两边受力不均,使得断路器在轨道中有偏位,断路器触指接触位置产生偏移,并在推进过程中因偏移进一步产生阻力,长期操作过程中,强行摇进断路器,进一步加重了触指变形,使得三相动静触头接触时有时间差,当断路器推进到位时,活门变形部位与断路器B相接线螺栓安全距离变小,产生放电,加之夏季梅雨季节,负荷过大,湿度增大,导致瞬间发生了接地断路,并进一步因绝缘破坏发生了三相弧光短路,设备被烧毁。

3.2本次主变低后备保护暴露的问题

本次事故发生在迎峰度夏期,极大影响了供电可靠性,也暴露出了在设备选型和运维工作中的一些不足,主要是以下几点:

（1）设备生产缺陷,表现为开关柜厂家设计、生产中未充分考虑导轨、动静触头配合问题,选用零配件尺寸不当,导致10kV开关柜在长期操作过程中发生了触指变形。

（2）运维管理技术还需完善。此次事故暴露出运维人员对运行设备监测手段单一,仅仅依靠外观检查无法有效发现设备缺陷,还需综合利用红外测温、局放测量等手段进一步加强对设备的状态监测和诊断,尤其是在主变保护动作后,更需全面进行设备状态诊断,避免连续发生事故。

4改进措施

4.1设备技术缺陷整改

针对开关柜内零配件尺寸不当导致断路器动静触头咬合不到位和导轨变形的问题,在全市范围内对宝应开关厂的同批次产品进行排查,并重点检查动静触头咬合情况,一旦发现问题,立即结合停电计划进行整改,同时在开关柜后柜门安装海通电力生产的ToPL双旋转全波段多光谱透视窗口,以方便通过红外测温监视设备运行情况,及时发现设备缺陷,杜绝安全隐患。

4.2完善设备运维管理技术

此次事故也暴露出了目前对设备运行状态监测的手段过于单一,因此在后续运维管理中,需要定期开展开关柜带电检测和红外测温工作,同时对于投运时间较长的开关柜缩短带电检测周期,加强设备状态在线监测和分析,提高设备运维管理水平。

5结语

通过上述分析可以看出,本次事故过程中保护均正常动作,迅速切断了故障点,但也暴露出开关柜零配件尺寸不当发生触指变形,致使柜内发生三相弧光短路等设备技术缺陷,针对这一缺陷,提出了设备动静出头咬合情况排查、安装海通电力生产的ToPL双旋转全波段多光谱透视窗口、加强设备红外测温和局放测量等改进措施,以提升设备状态监测和运维管理水平,避免类似事故再次发生,保障电网安全可靠运行。