110kV陸聯站10kV分段531開關柜故障燒損事件分析

深圳供電局有限公司 廣東深圳?518000

摘要：一起開關滅弧室故障、真空度降低，斷口被擊穿、滅弧室炸裂引起三相短路故障。故障緣起開關A相滅弧室故障斷口擊穿炸裂故障，然后發展成AB相間短路接地故障，導致母線電壓開始降低。探討了檢修試驗規程要求對開關柜真空泡的真空度、耐壓試驗、回路電阻試驗的開展周期性

關鍵詞：滅弧室故障;真空度降低;斷口被擊穿;滅弧室炸裂;試驗周期;母線電壓

1 設備情況

1.1 故障設備情況

2018年1月26日17：53：34，110kV陸聯站#1主變變低后備保護動作跳開 A分支501A開關，#3主變變低后備保護動作跳開 503開關，531速斷、過流保護動作，造成10kV1AM、3M母線失壓。

1.2 事故前設備運行方式

圖1 陸聯站主接線圖

故障前#1主變、#3主變同時掛在110kV 1M運行，主變調壓檔位均在3檔，10kV1AM、3M母線分列運行，10kV分段531開關在熱備用狀態，531開關在分閘狀態。

2故障排查及修復

2.1 繼保專業檢查情況

2.1.1 保護動作行為

根據保護動作報文列出保護動作行為（如下表）：

根據上表，結合各保護啟動時間，繪制保護動作時序圖（如圖2）

2.1.2 保護動作分析

10kV分段531保護動作情況分析：

故障報文：速斷607ms、過流907ms動作，故障電流二次值14.13A，故障相為ABC三相，10kV分段531開關熱備用狀態。

故障電流二次值14.13A大于速斷（過流I段）、過流II段整定定值，故障持續時間超過速斷（過流I段）、過流II段整定時間，保護動作正確，故障發生時10kV分段531開關在熱備用狀態，故保護動作情況正確。

#1主變變低A分支501A后備保護動作情況分析：

故障報文：復壓過流I段1時限 903ms、復壓過流II段1時限 903ms，故障電流二次值22.46A，故障相為ABC三相。#1主變變低A分支501A開關940ms斷開。

故障電流二次值：22.46A大于復壓過流I段、復壓過流II段整定定值，故障持續時間超過復壓過流I段、復壓過流II段一時限整定時間，保護動作正確，#1主變變低A分支501A開關正確可靠斷開。

#3主變變低503后備保護動作情況分析：

故障報文：復壓過流I段1時限 904ms、復壓過流II段 904ms、復壓過流III段 1200ms，故障電流二次值15.68A，故障相為ABC三相，#3主變變低503開關967ms斷開

故障電流二次值15.68A大于復壓過流I段、復壓過流II段、復壓過流III段整定定值，故障持續時間超過復壓過流I段、復壓過流II段一時限整定時間，#3主變變低503開關正確可靠斷開。

仔細對比故障報文和開關斷口時間會發現，#3主變變低503開關967ms斷開后，復壓過流III段仍動作。當發現動作異常行為后，立刻后臺調取#3主變變低503后備保護動作波形。

#3主變變低503后備保護動作波形中，藍色線為保護啟動時刻，綠色線為復壓過流I段、復壓過流II段動作時刻，黃色線時刻為#3主變變低503開關分閘時刻，此時故障電流已經切除，橙色線為復壓過流III段動作，此時已無故障電流，復壓過流III段動作且動作行為不返回，復壓過流III段動作是保護裝置異常行為。初步判斷#3主變變低503后備保護異常行為是由CPU板異常所致。

2.2 檢修專業檢查情況

2.2.1 ?開關柜設備配置參數

生產廠家：蘇州阿爾法開關有限公司;開關柜型號：PIX12-080 ;開關型號：HVX12機構;投運時間：2013年12月。

2.2.2 檢修現場檢查處理情況

檢修人員對#1主變變低501開關、#3主變變低503開關、10kV分段531開關柜檢查情況為：????#1主變變低501A開關檢查：501A開關現場檢查正常，開關操作正常，刀閘動靜觸頭正常，柜體未見異常;

#3主變變低503開關檢查：503開關檢查正常，開關操作正常，絕緣試驗合格，柜體未見異常，活門、觸頭操作正常;

10kV分段531開關檢查如下表所示：

531開關柜泄壓通道被沖開

電纜室下柜門及斷路器室柜門觀察窗玻璃沖碎，柜門變形

531開關三相滅弧室炸裂

531開關室燒黑、布滿金屬粉塵

531開關動靜觸頭未見燒熔、變形或其他異常

531開關母線室及相鄰開關柜母線室檢查正常

531開關三相滅弧室均在分閘位置。滅弧室內燒熔明顯

受開關滅弧室故障影響，斷路器內部元器件燒損嚴重，機構無法正常操作

3故障分析總結

3.1 從后臺SCADA系統數據分析

從OPEN3000信息可知：本次故障跳閘保護動作分別為：#1主變變低后備保護動作跳開501開關;#3主變變低503過流I段、II段保護動作跳開503開關;531開關過流速斷保護動作。其中501開關、503開關在本次操作中后臺變位正常，531開關本身處于分閘位置，在本次故障中未有操作和變位情況，正常。保護動作時序如下：

3.2事故現場分析

根據保護動作和現場故障情況，排除其他可能故障點，推斷如下：

推測1：531開關滅弧室故障、真空度降低，斷口被擊穿、滅弧室炸裂導致三相短路故障;

推測2：531滅弧室安裝部件失效，導致開關斷口導通，拉弧，造成相間短路故障。

結合現場531開關滅弧室安裝部件的檢查，確認安裝部件未見放電、拉弧痕跡，推測2被否。

3.3結合保護裝置波形分析：

本次故障共有三張波形圖：#1主變波形圖、#3主變波形圖、531保護波形圖，其中531開關電流互感器靠10kV 1M側，531保護波形中電壓波形取自10kV3MPT。

根據波形圖，現推斷如下：

1）本次531開關滅弧室故障首先由A相滅弧室故障引起，然后發展至AB相間故障，進而發展至ABC三相短路故障;

2）531開關A相滅弧室故障應為斷口擊穿故障，而非其他接地故障，因為在出現A相故障時，1M或3M A相電壓并未降低，直至發展至AB相間短路接地故障，母線電壓開始降低;

綜合以上分析判斷：本次531開關柜故障為A相滅弧室故障導致斷口擊穿、拉弧、炸裂，引發的三相短路故障。

4總結及遺留問題

4.1?整改措施及工作建議

①?按照檢修試驗規程要求對開關柜真空泡的真空度、耐壓試驗、回路電阻試驗周期性開展試驗檢驗工作（大電流開關柜、電容器柜每3年一次，其他開關柜每6年一次，由試驗專業負責開展）;

②?針對陸聯站出現開關滅弧室故障問題，經確認阿爾法10kV開關配置的滅弧室為阿爾法開關公司生產的，建議對該公司的開關滅弧室進行檢測，共涉及6座變電站，13段母線及開關柜，避免存在批次缺陷;

參考文獻：

[1] DL/T 596-1996.電力設備預防性試驗規程[S].

[2] 邱桂華，湯志銳，杜飛強， 等. 斷路器全壽命周期成本模型及其應用研究[J].電網與清潔能源，2014，30（3）：64-68.

作者簡介：王偉，湖南大學本科，2012年入職，變電管理一所檢修四班班長。