10.5kV共箱母線凝露導(dǎo)致主變跳閘的分析處理

摘 要：由于夏季室內(nèi)室外環(huán)境溫差較大，導(dǎo)致電廠10.5kV共箱母線外殼發(fā)生凝露現(xiàn)象，凝露產(chǎn)生的凝結(jié)水沿母線外殼滴落到進(jìn)線開關(guān)的PT銅排，進(jìn)而發(fā)生母線的單相接地和相間短路故障，故障點(diǎn)在高廠變零序差動(dòng)保護(hù)范圍內(nèi)，高廠變2B的X分支零序差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作，跳開主變高壓側(cè)的5001開關(guān)。通過采取在共箱母線穿墻處增設(shè)穿墻套管和密封隔板的措施，從根本上解決了共箱母線外殼室內(nèi)部分凝露帶來的母線進(jìn)水的放電風(fēng)險(xiǎn)。

關(guān)鍵詞：共箱母線；凝露；零序差動(dòng)保護(hù)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.17.172

1 事故原因分析及保護(hù)動(dòng)作情況分析

1.1 事故原因分析

戶外的潮濕空氣（溫度約為31℃，溫度約為70%）通過共箱母線穿墻部分進(jìn)入10.5kV配電室內(nèi)，而配電室房間內(nèi)的溫度較低，約為21℃，母線內(nèi)部的潮濕空氣遇到溫度較低的母線外殼，導(dǎo)致內(nèi)部凝露。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)檢查，高廠變共箱母線外殼內(nèi)壁表面產(chǎn)生大量的凝結(jié)水，由于10.5kV母線段的工作進(jìn)線柜至共箱母線的連接方式為上進(jìn)線，冷凝水沿共箱母線的內(nèi)壁滴落在工作進(jìn)線開關(guān)柜的柜頂，水滴沿開關(guān)柜頂板周界的縫隙滴入該進(jìn)線開關(guān)柜內(nèi)的PT進(jìn)線銅排，導(dǎo)致柜內(nèi)產(chǎn)生單相接地和相間短路故障。故障點(diǎn)的位置在高廠變零序差動(dòng)保護(hù)范圍內(nèi)，高廠變2B的X分支零序差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作，跳開主變高壓側(cè)的5001開關(guān)。

1.2 保護(hù)動(dòng)作原因分析

1.2.1 第一次故障原因及保護(hù)動(dòng)作分析

2B 高廠變共箱母線的凝結(jié)水滴落到 2M1 開關(guān)柜母排造成中壓 ES-2 段A相接地。故障點(diǎn)位于中壓ES-2段工作進(jìn)線電壓互感器前A相母排，即共箱母線與 2M1 開關(guān)之間。2B高廠變低壓側(cè) X 分支繞組接地電流達(dá)到 920A（高廠變零序差動(dòng)啟動(dòng)值180A），見圖1。故障發(fā)生50毫秒后，#1機(jī)高廠變保護(hù)柜A、B內(nèi)的2B高廠變保護(hù)裝置T60-I、T60-II的X側(cè)零序差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作同時(shí)啟動(dòng)中壓ES-1～6段快切，85毫秒后跳中壓ES-1～6段工作電源開關(guān)M1，120毫秒后跳#1主變高壓側(cè)5001開關(guān)。

1.2.2 第二次故障原因及保護(hù)動(dòng)作分析

2B 高廠變X側(cè)零序差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作跳主變高壓側(cè)5001開關(guān)，需要通過北電子間500kV引線保護(hù)裝置，經(jīng)光纖傳到對(duì)側(cè)網(wǎng)控樓500kV引線保護(hù)柜，啟動(dòng)網(wǎng)控樓側(cè)500kV引線保護(hù)柜內(nèi)86繼電器跳閘，動(dòng)作時(shí)間較長(zhǎng)。2B高廠變零序差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作，10kV 中壓 ES-1～6段工作電源開關(guān)M1跳閘，35毫秒后5001開關(guān)才跳開，見圖2。在此35毫秒期間，2M1 開關(guān)的電源側(cè)仍然帶電，第一次接地故障的電弧在電流互感器 CT-9與開關(guān)之間引發(fā)三相短路。故障持續(xù)時(shí)間10毫秒，2M1開關(guān)A、B、C相電流瞬時(shí)值分別從0A突然增大到9800A、12900A、3380A， ES-2段母線差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作（差流定值700A）。

2 處理方案討論

2.1 在共箱母線穿墻處增設(shè)穿墻套管和密封隔板

此方案的主要目的是阻止外部濕度大的空氣通過母線外殼進(jìn)入配電室內(nèi)，密封隔板使室內(nèi)和室外的空氣隔離，不會(huì)造成冷熱空氣之間的相互流動(dòng)；同時(shí)導(dǎo)體部分采取穿墻套管結(jié)構(gòu)完成母線的完好密封。

在現(xiàn)行設(shè)計(jì)規(guī)范DL/T5222《導(dǎo)體和設(shè)備的設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定》中關(guān)于共箱母線的7.5.5的條文明確“在共箱母線穿外墻處，宜裝設(shè)戶外型導(dǎo)體穿墻套管及密封隔板”。

穿墻套管和密封隔板的應(yīng)用業(yè)績(jī)非常廣泛，屬于成熟的技術(shù)。目前已經(jīng)提出采購(gòu)變更申請(qǐng)，在采購(gòu)變更申請(qǐng)中提出涂刷防污閃涂料等措施，確保本次增加的穿墻套管具有高可靠性。建議本工程已在現(xiàn)場(chǎng)安裝的共箱母線內(nèi)所有絕緣子擇機(jī)均涂刷防污閃涂料，加強(qiáng)絕緣子的防潮能力。

目前絕緣子泄露比距按照不小于31mm/kV設(shè)計(jì)，采用的是目前最嚴(yán)重污穢等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。依據(jù)《GB50060-2008 3-110kV高壓配電裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》，10kV屋外配電裝置相間的最小安全凈距為125mm，本工程相間導(dǎo)體間距為207mm，絕緣裕度較大，滿足設(shè)計(jì)要求。此外導(dǎo)體外部包有絕緣熱縮套，也起到加強(qiáng)絕緣的效果，提高了母線的絕緣水平和運(yùn)行的可靠性。

綜上，在共箱母線內(nèi)部穿墻處增設(shè)穿墻套管和密封隔板的方案可在物理上有效組織室內(nèi)外的冷熱空氣對(duì)流交換，從根本上解決了共箱母線外殼室內(nèi)部分凝露帶來的開關(guān)柜進(jìn)水的放電風(fēng)險(xiǎn)。

同時(shí)考慮在共箱母線的合適位置增設(shè)熱風(fēng)保養(yǎng)的接口，為后續(xù)在機(jī)組的啟停階段的使用提供條件。

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作者簡(jiǎn)介：張凱（1984-），男，本科，工程師，主要從事核電機(jī)組電氣系統(tǒng)試驗(yàn)工作。