一起6kV開關(guān)燒損事故的原因分析及處理

袁先鋒 胡 非 林秋華 張 凌

（湖北省黃石供電公司，湖北 黃石 435000）

1 事故概況

2010年7月24日某變電站，因6kV 下（本文中的“下”均指黃石下陸變電站）71 開關(guān)燒損，造成110kV 下#3、#4 主變相繼故障跳閘。110kV 下#3主變低壓側(cè)6kV 戶內(nèi)封閉母線橋的母線支柱瓷瓶發(fā)生閃絡(luò)擊穿，引起差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作（低后備啟動(dòng)）以及110kV 下#4 主變低壓后備動(dòng)作。

2 運(yùn)行方式及保護(hù)動(dòng)作過程

事故前運(yùn)行方式如圖1所示。110kV 下#4 主變?yōu)闊醾溆脿顟B(tài)（下02、下72 開關(guān)在斷開位置），6kV下#4、5#母線并列運(yùn)行（分段下73 開關(guān)在合閘位置），110kV 下#3 主變帶全部6kV 負(fù)荷（下01、71開關(guān)在合閘位置）。

圖1 事故前運(yùn)行方式

事故發(fā)生后保護(hù)動(dòng)作的具體經(jīng)過如下：

2010年7月24日05 點(diǎn)18 分，6kV 下75 電流速斷動(dòng)作，重合不成功；隨后下#3 主變差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作，下01、下71 開關(guān)跳閘，6kV 全部失壓；同時(shí)下#3 主變低后備起動(dòng)。

將近6s 后，下#4 主變備自投裝置動(dòng)作，下02、下72 開關(guān)合上，下#4 主變由熱備用轉(zhuǎn)運(yùn)行，帶全部6kV 負(fù)荷。

05:30，下#4 主變低壓后備保護(hù)動(dòng)作，下72 開關(guān)跳閘，再一次6kV 全部失壓。

06:26，斷開6kV 分段下73 開關(guān)，經(jīng)現(xiàn)場運(yùn)行檢查下#4 主變單元設(shè)備及6kV 下#4 母線無明顯故障后，搖出下73 開關(guān)，拉開下731 刀閘，經(jīng)地調(diào)令合上下72 開關(guān)，恢復(fù)6kV#4 母線運(yùn)行。

06:45， 斷開下74、下75、下76、下77、下78、下79 開關(guān)，并搖出。

07:20， 地調(diào)令下#3 主變及下5#母線由熱備用轉(zhuǎn)檢修。

下71 開關(guān)在斷開的狀態(tài)下，搖出下71 開關(guān)進(jìn)行檢查，情況如下：

1）航空插頭及二次元件正常。

2）下71 開關(guān)C 相上動(dòng)觸頭，彈簧觸子已經(jīng)完全燒損，無殘留物，絕緣澆注物已碳化，情況見圖2。

圖2 故障后的下71 開關(guān)側(cè)面圖

其他損壞情況：

1）下#3 主變低壓側(cè)戶內(nèi)6kV 封閉母線橋的12只母線支柱瓷瓶全部發(fā)生閃絡(luò)擊穿。

2）下71 開關(guān)本體嚴(yán)重弧吹，其柜內(nèi)靜觸頭、金屬件、絕緣件已經(jīng)燒硫嚴(yán)重。

3）下互05PT、下71、下74 間隔的之間支持母線絕緣筒全部燒損，并碳化。

4）下74 與下75 間隔母線倉中的5#母線A、B相全部燒斷、C 相殘留1/3 寬度（注：母線為雙100×10的鋁排）。

3 原因分析

7月24日05點(diǎn)18 分，下#3 主變差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作分析，因下71 開關(guān)C 相動(dòng)觸頭與圖4中的上固定靜觸頭接觸不良，在6kV 負(fù)荷電流900A 的持續(xù)作用下：

1）下71 開關(guān)C 相彈簧動(dòng)觸頭燒損無殘留物（見圖2）。

2）下71 開關(guān)C 相，固體絕緣的靜觸頭也超過其極限溫度，其固體絕緣部分燒損引起較大的煙霧。

3）煙霧彌漫到110kV 下#3 主變低壓側(cè)6kV 封閉母線橋中，造成固定母線支柱瓷瓶發(fā)生閃絡(luò)，6kV封閉母線橋發(fā)生相間接地故障。

下#3 主變低壓側(cè)母線橋相間故障，屬110kV 下#3 主變低總下71CT 保護(hù)區(qū)內(nèi)故障（如圖3所示），所以下#3 主變差動(dòng)保護(hù)瞬時(shí)動(dòng)作屬正確；低后備啟動(dòng)，因有0.5s 延時(shí)，動(dòng)作時(shí)間上滯后于差動(dòng)保護(hù)，所以低后備起動(dòng)正確。

將近6s 后，下#4 主變備自投裝置動(dòng)作（4.9s跳開下71 開關(guān)，0.5s 合上下02、下72 開關(guān)），下#4 主變由熱備用轉(zhuǎn)運(yùn)行，帶全部6kV 負(fù)荷。下#4主變備自投裝置動(dòng)作正確。

05:30，下#4 主變低后備保護(hù)動(dòng)作，下72 開關(guān)跳閘，再一次6kV 全部失壓。雖然下71 開關(guān)已斷開，但是在母線倉內(nèi)的C 相上固定靜觸頭故障點(diǎn)繼續(xù)惡化，造成下互05PT、下71、下74 開關(guān)間隔的下5#母線燒斷及絕緣筒嚴(yán)重?zé)龘p。6kV 下#4、5#母線因在并列運(yùn)行狀態(tài)下，下5#母線的短路，引起下#4 主變低后備保護(hù)動(dòng)作，因保護(hù)配置的問題直接跳開下72 開關(guān)，造成6kV 下#4、5#母線全部失壓（下#4 主變低后備保護(hù)應(yīng)第一時(shí)段跳開分段下73 開關(guān)；當(dāng)下6kV#4 母線仍然存在故障時(shí)，第二時(shí)段跳開下72 開關(guān)）。

4 處理措施

根據(jù)主變壓器跳閘事故處理規(guī)定：變壓器若只是后備保護(hù)動(dòng)作，排除故障元件后則可迅速恢復(fù)送電?？紤]到110kV4#主變是低后備保護(hù)動(dòng)作，為了盡快消除故障，可以采取以下措施：

1）斷開6kV 分段下73 開關(guān)，檢查6kV 下#4母線及下#4 主變單元設(shè)備，確定6kV 下#4 母線無明顯故障后，推入下互04PT、立即合下02、72 開關(guān)，由110kV 下#4 主變帶6kV 下80、下81、下82、下83、下84、下85 開關(guān)間隔負(fù)荷。

2）06:45，斷開下74、下75、下76、下77、下78、下79 開關(guān)，搖出逐一檢查6kV#5 母線及連接設(shè)備，查找故障點(diǎn)。

3）依次打開下互01PT、下71、下74、下75、下76、下77、下78、下79 開關(guān)間隔的下5#母線安裝倉，仔細(xì)檢查6kV 下5#母線有無其他的故障點(diǎn)。

4） 對110kV 下#3 主變進(jìn)行診斷性試驗(yàn)及油樣色譜分析，試驗(yàn)結(jié)果各技術(shù)參數(shù)在合格范圍內(nèi)。

5）因6kV 下74 開關(guān)與下開關(guān)75 間隔的下5#母線燒損嚴(yán)重，又必須保證下75、下76、下77、下78、下79 開關(guān)間隔的恢復(fù)運(yùn)行，采取完全切斷下74 開關(guān)與下75 開關(guān)間隔的下5#母線方案，將絕緣損壞的部分從下5#母線上切除掉。

6）20:30，對下75 間隔至下79 間隔之間的下5#母線，經(jīng)交流耐壓試驗(yàn)合格后，合上分段下73 開關(guān)，分別合上下75、下76、下77、下78、下79 開關(guān)，由110kV 下#4 主變再帶上下75、下76、下77、下78、下79 開關(guān)間隔負(fù)荷。

7）7月25-26日，部分恢復(fù)下互05PT、下74開關(guān)間隔、下71 開關(guān)間隔、下#3 主變6kV 低壓母線橋等燒損的部件。

8）7月27日將分段下73 由運(yùn)行轉(zhuǎn)檢修，下75、下76、下77、下78、下79 開關(guān)轉(zhuǎn)為檢修狀態(tài)（下74已為檢修狀態(tài)），恢復(fù)下5#母線及其他設(shè)備。經(jīng)各項(xiàng)試驗(yàn)合格，23:30，下#3 主變及下5#母線恢復(fù)送電。

圖3 下71 開關(guān)柜斷面圖

5 改進(jìn)措施

由開關(guān)損壞引起繼電保護(hù)動(dòng)作，從而進(jìn)一步造 成一定區(qū)域的停電，為了以后能夠減少此類事故的發(fā)生，我們可以考慮以下改進(jìn)措施：

1）在恢復(fù)下71 開關(guān)、靜觸頭及連接母線后，合上下71 開關(guān)，測量下5#母線與下71CT 之間的回路電阻，確保下71 開關(guān)動(dòng)、靜觸頭接觸良好。

2）分別在110kV 下#3、#4 主變低后備保護(hù)中加跳6kV 分段下73 開關(guān)的回路，確保下#3、#4 主變低后備保護(hù)動(dòng)作時(shí)，第一時(shí)段跳分段下76 開關(guān)，第二時(shí)段跳本間隔低總下71 開關(guān)或下72 開關(guān)。

3）進(jìn)一步清理其他站的主變備自投裝置、低后備保護(hù)設(shè)置狀況，確保6～10kV 母線故障時(shí)保護(hù)及自動(dòng)裝置能夠有選擇性的切除和投入，嚴(yán)格做到即避免故障點(diǎn)擴(kuò)大蔓延，有保證非故障設(shè)備能夠正常運(yùn)行。

4）在重點(diǎn)設(shè)備及負(fù)荷較多的重點(diǎn)部位加裝在線或遙信測溫裝置，隨時(shí)有效檢測設(shè)備異常發(fā)熱隱形故障，提前轉(zhuǎn)移負(fù)荷和提前檢修避免設(shè)備發(fā)生更大的損壞。