變電站220kV開關故障分析報告

李志錦

摘? 要：某220kV變電站保護同時動作，關聯的高壓開關均跳開，按照規程，對線路進行檢修，然后恢復送電;確認故障原因為：220kV 2號甲線開關C相滅弧室觸頭導向環在廠內車間安裝時就已脫落掉到滅弧室底部，由于沒有導向環，動觸頭側屏蔽罩與靜觸頭座內壁摩擦，所產生的金屬粉末飄落到下出口屏蔽罩與殼體內壁之間，致使電場畸變，發生氣隙擊穿，導致短路。屬于廠內車間安裝控制不當引起。

關鍵詞：開關? 導向環? 故障分析? 處理措施

1? 故障概況

某220kV變電站220kV母線保護、220kV 2號甲線線路保護同時動作。220kV 2號甲線線路保護動作跳開220kV 2號甲線004開關;同時220kV母線保護動作，220kV 1M母線上的220kV母聯、2號甲線、1號甲線、#1變高、#3變高壓開關均跳開。10kV開關備自投動作，跳開#3主變變低開關，合上10kV分段開關。未造成負荷損失。

1.1 設備故障前的運行狀態

變電站220kV雙母線并列運行，220kV母聯003開關運行中;220kV 1號甲線006、2號甲線004、#1變高002、#3變高008開關運行于1M母線;220kV 2號乙線001、#2變高005開關、1號乙線007開關運行于2M母線，#1變高中性點210接地刀閘在合上位置。

1.2 設備故障發生經過

（1）值班負責人接到當值監控員通知220kV 2號甲線保護動作，重合閘不動作需到站檢查設備;值班負責人接報后即通知巡維中心站長同時在220kV變電站檢查設備。

（2）值班負責人到達220kV變電站后立即報告當值調度值班員，并迅速組織運行人員進行設備檢查。檢查一次設備外觀未發現異常。檢查開關分合閘位置情況如下：220kV 1M母線上220kV母聯003開關、220kV 2號甲線004開關、220kV 1號甲線006開關、#1主變壓器變高002開關、#3主變壓器變高008開關分閘。#3主變壓器變低開關分閘、10kV分段開關合閘。

檢查220kV變電站繼電保護裝置動作情況如下：220kV 2號甲線主一電流差動保護動作，故障相C相，二次故障電流8.48A（變比2400/1，一次故障電流20.352kA）;220kV 2號甲線主二縱聯距離保護動作、縱聯零序方向動作，故障相C相，二次故障電流8.41A（變比2400/1，一次故障電流20.184kA）。

分批將上述情況報當值調度值班員。根據調度要求，合上#2主變壓器變高中性點220刀閘，將220kV 2號甲線線路轉檢修。

（3）220kV變電站220kV 1M母線恢復送電。

1.3? 設備故障發生后造成的影響

（1）變電站220kV母聯003開關、220kV 2號甲線004、1號甲線006、#1變高002、#3變高008開關在分閘位置，220kV 1M母線失壓;220kV 2號乙線001、1號乙線007、#2變高005開關運行于2M母線。#3主變壓器變低開關分閘、10kV分段開關合閘。

（2）110kV、10kV母線及其相關設備正常運行中。

（3）此次故障未造成負荷損失。

2? 原因分析

故障分析過程如下。

（1）根據220kV變電站220kV 2號甲線三相開關正確分閘，且220kV變電站220kV母線保護、220kV 2號甲線線路保護同時動作，判斷故障點在220kV 2號甲線線路保護與母差保護交叉區內，即線路保護組CT1（1LH）與母差組CT5（5LH）之間，對應GIS設備本體是在下CT與上CT之間，即開關氣室內部。

（2）從SF6分解物測試發現，220kV 2號甲線開關氣室分解物SO2嚴重超標，其他氣室均沒有分解物。具體故障點經過10月20日的開手孔蓋檢查已證實確在2號甲線C相開關氣室內部。

（3）2018年10月20～22日，在變電站現場對220kV 2號甲線三相開關打開手孔蓋進行初步檢查，發現以下情況：C相滅弧室內粉塵較多，通過內窺鏡觀察到導體、屏蔽罩等部位存在明顯電弧燒蝕痕跡，在滅弧室底部發現有一條觸頭導向環;A相、B相滅弧室內無明顯積塵;在A相滅弧室底部發現有一條觸頭導向環。

（4）對220kV 2號甲線三相開關進行解體。B相開關：沒有發現明顯異常情況;導向環沒有脫落，靜觸頭座內壁、動側屏蔽罩外沿沒有發現金屬摩擦痕跡。A相開關：導向環脫落掉到滅弧室底部，靜觸頭座內壁、動側屏蔽罩外沿有明顯金屬摩擦痕跡。C相開關：導向環脫落掉到滅弧室底部，靜觸頭座內壁、動側屏蔽罩外沿有明顯金屬摩擦痕跡;殼體內壁、下出口屏蔽罩、下出口盆式絕緣子、動側不銹鋼屏蔽罩上均有明顯電弧燒蝕痕跡。

（5）根據上述情況，確認故障原因為：220kV 2號甲線開關C相滅弧室觸頭導向環在廠內車間安裝時就已脫落掉到滅弧室底部，由于沒有導向環，動觸頭側屏蔽罩與靜觸頭座內壁摩擦，所產生的金屬粉末飄落到下出口屏蔽罩與殼體內壁之間，致使電場畸變，發生氣隙擊穿，導致短路。屬于廠內車間安裝控制不當引起。

3? 暴露問題

廠內車間安裝控制不當，導致滅弧室觸頭導向環裝配失誤，脫落掉到滅弧室底部。

4? 下一步工作計劃

4.1 后續工作計劃

要求提供以下資料：變電站2號甲線開關故障原因分析報告、下一步涉及的排查范圍清單、排查方法、導向環廠內安裝工藝控制要求、提供場強計算所需的相應零部件的外形尺寸。已提供。

4.2 同類型設備處理措施

對同型號開關開展以下工作：（1）申請變電站220kV 2號乙線開關停電，將三相開關均調整到半分半合狀態，先通過X光檢測來判斷導向環有否脫落，然后打開手孔蓋通過內窺鏡進行進一步檢查。（2）對存量的其他同型號開關，結合設備A修/B修，檢查是否有導向環脫落。（3）對增量的同型號開關，嚴格執行南網最新版GIS技術規范要求，在出廠前進行開關200次操作試驗，然后開蓋檢查及清潔。

參考文獻

[1] 何仰贊.電力系統分析[M].武漢：華中科技大學出版社，2002.

[2] 程衛國.MATLAB5.3應用指南[M].北京：人民郵電出版社，1999.

[3] DLT 596 1996電力設備預防性試驗規程[S].北京：中國電力出版社，1997.