高壓廠用變壓器低壓側共箱母線故障導致停機的事故分析

秦卓欣

(山西漳山發電有限責任公司，山西長治　046021)

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高壓廠用變壓器低壓側共箱母線故障導致停機的事故分析

秦卓欣

(山西漳山發電有限責任公司，山西長治046021)

摘要:研究了一起高壓廠用變壓器低壓側共箱封閉母線故障導致停機的事故，通過事故處理及錄波分析，得出共箱封閉母線蓋板密封不嚴、母線絕緣體受潮是導致低壓側邊相對地放電、機組全停的直接原因，并從運行方式、設備維護等方面提出了防范措施。

關鍵詞:共箱封閉母線;單相接地故障;受潮;室溫硫化硅橡膠;母線伴熱

1　事故及機組情況概述［1］

某火電廠#3機組運行中發生一起高壓廠用變壓器(以下簡稱高廠變)低壓側共箱封閉母線故障，導致發電機變壓器組(以下簡稱發變組)“高廠變A分支零序過流t1，t2”保護動作、機組非計劃停機。

該廠500 kV電氣主接線采用1臺半斷路器接線，機組為600 MW直接空冷機組，設有1臺高廠變和1臺高壓公用變壓器(以下簡稱高公變)，設有2 段10 kV廠用工作母線，由共箱封閉母線連接至支接于發電機出口的分裂結構高廠變(容量為63～35 MV·A)低壓側，為10 kV機組、鍋爐廠用負荷供電。另有2段10kV廠用公用母線，與支接于#3，#4發電機出口的雙卷結構高公變(容量為31.5 MV·A)低壓側相連。發變組保護采用雙重化配置，分別為國電南自凌伊電力自動化有限公司的DGT系列和美國通用電氣公司的UR系列保護裝置。

2　事故經過

事故當日03: 54: 00，#3機組帶負荷397 MW，#3高廠變帶10 kV工作A，B段運行，#3高公變帶10 kV公用A段運行，運行中#3機組跳閘。#3發變組保護第1套B屏、第2套D屏發“高廠變A分支零序過流t1”“高廠變A分支零序過流t2”信號，非電量E屏發“熱工保護”“勵磁系統跳閘”保護信號。

3　事故處理

(1)事故當日06: 20: 00，整體測#3高廠變低壓側母線絕緣情況為A分支母線對地絕緣電阻0 MΩ，B分支母線對地絕緣電阻120 MΩ。

(2)逐一打開#3高廠變低壓側A分支共箱封閉母線蓋板，發現內部受潮現象嚴重，母線出墻垂直位置A相一支撐絕緣板有明顯放電痕跡。拆除受損絕緣板，測母線絕緣情況為A分支母線對地絕緣電阻15 MΩ，B分支母線對地絕緣電阻130 MΩ。

(3)聯系運行人員投入#3高廠變低壓側A，B分支、#3高公變低壓側共箱封閉母線伴熱。將#3高廠變低壓側A，B分支、#3高公變低壓側共箱封閉母線上部及垂直位置的蓋板全部打開，清理內部母線及支撐絕緣板，對共箱封閉母線垂直位置蓋板與共箱封閉母線殼體結合部分用玻璃膠進行密封，預防潮氣入侵。

(4) 13: 00: 00，#3高廠變低壓側A，B分支、#3高公變低壓側共箱封閉母線檢查完畢，測母線絕緣情況為A分支母線對地絕緣電阻250 MΩ，B分支母線對地絕緣電阻2 500 MΩ，10 kV公用A段母線對地絕緣電阻900 MΩ。

(5)耐壓測試合格，相關處理工作結束［2］。14: 07: 00，#3機組并網。

4　事故分析

4.1故障錄波分析

#3機組高廠變A，B分支零序保護定值見表1，2套保護相同，變比為50/1。

表1　#3機組高廠變A，B分支零序保護定值

調取故障錄波器文件，可以看到在事故發生前，#3機組高廠變A分支A相電壓為52.93 V，低于正常電壓，已經存在事故隱患。事故發生時A分支A相電壓下降至10.67 V，B相電壓上升至86.73 V，C相電壓上升至88.41 V，A分支零序電流增至1.54 A，已達到分支過流保護定值。三相電流取自工作進線開關下口，故障前、后不變，如圖1所示。#3機組高廠變為中阻接地方式，電壓、零序電流變化符合A相單相接地故障表現形式。

故障發生后，#3發變組保護B，D屏顯示“高廠變A分支零序過流t1”保護動作，跳開10 kV工作A段工作進線開關。開關跳閘后A分支零序電流仍然超過整定值，故障未切除。#3發變組保護B，D屏顯示“高廠變A分支零序過流t2”保護動作，跳開500 kV邊、中斷路器，跳開10 kV工作B段、公用A段工作進線開關、滅磁開關，#3機組全停，如圖2所示。10 kV工作A段工作進線開關跳閘后故障仍然存在，說明故障點位于A分支至進線開關共箱封閉母線處。

4.2故障原因分析

故障點位于A分支共箱封閉母線室外垂直布置A相處，如圖3所示，與錄波分析一致，保護正確動作。分析故障原因有以下幾點。

圖1　3A段母線電壓、電流錄波圖

圖2　開關量錄波圖

(1)機組高廠變、高公變低壓側共箱封閉母線在設計、安裝方面存在缺陷:一方面是其位置處于空冷島下方;另一方面是其方箱的檢查孔蓋板原設計未安裝密封墊，導致密封不嚴。在空冷島散熱器進行沖洗、噴霧工作時，或遇到大雨、大霧天氣時，由于未采取有效的防護措施，部分水會滲入共箱封閉母線內，引起母線絕緣護套及絕緣支撐板受潮。母線絕緣護套對接存在縫隙，保護套與絕緣支撐板相接觸而受潮，導致10 kV廠用工作母線A分支A相對共箱封閉母線外殼放電，進而導致發變組保護動作、機組全停。絕緣護套采用2個半圓弧對接，在事故中對接縫隙處的放電痕跡較嚴重，如圖4所示。

圖3　高廠變低壓側A分支共箱封閉母線故障點

圖4　母線絕緣護套與絕緣支撐板放電痕跡

(2)機組采取的運行方式為:在機組停運期間投運母線伴熱，在機組運行期間不投運母線伴熱。由于在廠用電負荷較低時，母線電流較小，發熱量較少，同時由于該地區晝夜溫差大，蓋板封閉不嚴，夜間潮氣進入，都會造成共箱封閉母線絕緣體表面結露，進而引發母線對地放電。

(3)共箱封閉母線的絕緣護套和絕緣支撐板存在一定質量問題，可能引起絕緣能力降低。

5　防范措施

為徹底消除隱患，避免同類事故再次發生，采取了以下防范措施。

(1)利用檢修機會，對全廠6，10 kV共箱封閉母線所有蓋板縫隙粘貼密封條，防止由于進水或內部受潮造成短路接地。室外垂直布置的10 kV工作母線和公用母線在本次事故處理中已臨時覆蓋玻璃膠進行封堵，另加裝鋁皮(或鐵皮)防護罩。對主變壓器、高廠變、高公變的封閉母線和變壓器連接處采用室溫硫化硅橡膠(RTV)傘裙粘貼封堵。

(2)加強母線伴熱裝置投運管理，根據天氣、負荷等情況適時投運［3］。

(3)對所有室外部分的共箱封閉母線絕緣支撐方式進行改造，將絕緣板支撐改為瓷絕緣子支撐，在絕緣支撐上噴涂RTV，防止絕緣支撐吸潮。在共箱封閉母線出、入口設排潮口，加裝硅膠呼吸器，及時排出潮氣。

(4)針對共箱封閉母線的絕緣護套和絕緣支撐板質量問題，對封閉母線的絕緣護套和絕緣支撐板分別噴涂FR60有機硅阻燃導熱高壓絕緣涂料，在絕緣護套2個半圓弧對接的縫隙處采用RTV填充，提高絕緣材料的防潮、憎水和耐老化能力［4－5］。

(5)在封閉母線方箱上加裝防護罩，一方面防止進水，另一方面防止高空墜物將封閉母線方箱擊穿，造成母線短路。

6　結論

共箱封閉母線在設計、安裝上的缺陷導致母線絕緣體受潮，是造成本次事故的主要原因。針對故障原因提出了封堵、伴熱、防潮等防止母線絕緣能力降低的措施，取得了良好的治理效果，全廠未再發生同類型故障。

參考文獻:

［1］侯保軍，史永果.封閉式共箱母線的應用［J］.電氣時代，2009(1) : 94－96.

［2］金屬封閉母線: GB/T 8349—2000［S］.

［3］段薇薇.一起啟備變低壓側共箱母線故障的分析及處理［J］.硅谷，2013(9) : 90.

［4］賀曉華.330MW發電機組共箱母線故障的分析及對策［J］.寧夏電力，2008(3) : 31－33.

［5］劉成，包龍卿，王洪見.淺談如何提高共箱封閉母線的絕緣性能［J］.科技情報開發與經濟，2010，20(31) : 199－200.

(本文責編:弋洋)

秦卓欣(1985—)，女，山西長治人，工程師，工學碩士，從事電廠電氣設備管理與維護工作(E-mail: qinzhuoxin@ zsepower.com.cn)。

作者簡介:

收稿日期:2015－11－27;修回日期:2015－12－28

中圖分類號:TM 621

文獻標志碼:B

文章編號:1647－1951(2016)01－0042－03