110kV板芙站2電容開關(guān)故障分析報(bào)告概述

1、一、事件概述2014年5月11日 15點(diǎn)42分，板芙站10kV #2電容512開關(guān)柜故障導(dǎo)致#1主變低后備保護(hù)動(dòng)作跳開5501開關(guān)，同時(shí)閉鎖10kV分段5012備自投，10kV1M母線失壓,10kV#2電容512、1電容511開關(guān)低電壓保護(hù)相繼動(dòng)作跳開512、511開關(guān)。事件前110kV板芙站運(yùn)行方式如下：板芙站1、2主變高壓側(cè)分列運(yùn)行，旗板甲線供1主變，旗板乙線供2主變。 板芙站1、2主變低壓側(cè)分列運(yùn)行，10kV分段5012開關(guān)熱備用。10kV1電容511、10kV2電容512掛10kV1M母線，10kV1電容511開關(guān)處于運(yùn)行狀態(tài)，10kV2電容512開關(guān)處于運(yùn)行狀態(tài)。10kV分段備自投處

2、于充電狀態(tài)。二、事件經(jīng)過2014年5月11日，當(dāng)天天氣為暴雨局部大暴雨，15時(shí)43分，中山地調(diào)調(diào)度通知板芙站#1主變跳閘，運(yùn)行人員迅速將情況報(bào)部門相關(guān)人員。16時(shí)25分運(yùn)行人員到達(dá)板芙站現(xiàn)場(chǎng)，經(jīng)過檢查現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備情況后，于16時(shí)54分申請(qǐng)將板芙站#1主變及其開關(guān)、10kV1M母線及開關(guān)轉(zhuǎn)檢修，并于18時(shí)20分操作完畢。23點(diǎn)00分將故障的設(shè)備隔離后，23點(diǎn)01分申請(qǐng)1主變復(fù)電，10kV1M、2M母線并列運(yùn)行。至當(dāng)天晚上23點(diǎn)30分復(fù)電操作完畢，#1主變及10kV 1M母線恢復(fù)正常運(yùn)行。三、設(shè)備參數(shù)及保護(hù)動(dòng)作情況1、設(shè)備參數(shù)10kV#2電容512開關(guān)柜10kV#2電容512開關(guān)柜體設(shè)備名稱開關(guān)柜體主

3、母線額定電流4000廠家汕頭正超電氣有限公司型號(hào)KYN27-12(Z)/08電壓等級(jí)10kV投運(yùn)日期2008-03-28額定電流(A)1250型式移開柜防護(hù)等級(jí)(級(jí))IP4X額定電壓(kV)12額定短時(shí)耐受電流31.5額定峰值耐受電流(kA)8010kV #2電容512斷路器10kV #2電容512斷路器設(shè)備名稱斷路器設(shè)備類別斷路器廠家汕頭正超電氣有限公司型號(hào)ZN98-12/T1250-31.5電壓等級(jí)10kV投運(yùn)日期2008-03-28類型真空額定電壓(kV)12額定電流(A)1250額定開斷短路電流(kA)31.5額定短時(shí)耐受電流(kA)31.5額定峰值耐受電流(kA)80真空泡型式陶瓷2

4、、故障前#2電容開關(guān)運(yùn)行維護(hù)情況2013年4月17日以及2014年2月17日，試驗(yàn)研究所分別對(duì) 10kV#2電容512開關(guān)進(jìn)行預(yù)試，試驗(yàn)結(jié)果正常，運(yùn)行人員檢查512電容小車觸頭正常；2014年4月19日，桂山巡維中心按月度計(jì)劃對(duì)板芙站全站設(shè)備進(jìn)行夜間巡視以及紅外測(cè)溫，巡視及測(cè)溫未發(fā)現(xiàn)設(shè)備異常。故障前10kV #2電容512開關(guān)動(dòng)作情況， 4月10日07時(shí)51分512開關(guān)合閘投入運(yùn)行，17時(shí)22分512開關(guān)分閘退出運(yùn)行，19時(shí)02分512開關(guān)合閘投入運(yùn)行，21時(shí)16分512開關(guān)分閘退出運(yùn)行；4月11日00時(shí)15分512開關(guān)合閘投入運(yùn)行，00時(shí)33分512開關(guān)分閘退出運(yùn)行，08時(shí)13分512開關(guān)合

5、閘投入運(yùn)行，15時(shí)43分512開關(guān)保護(hù)跳閘退出運(yùn)行。3、故障過程及報(bào)文記錄根據(jù)后臺(tái)監(jiān)控SOE報(bào)文，排列板芙站相關(guān)開關(guān)、保護(hù)動(dòng)作時(shí)序圖如圖1所示：8ms0mS2014年5月11日板芙站動(dòng)作時(shí)序圖1343ms1023ms806ms時(shí)間軸30ms#1主變5501開關(guān)由合位變?yōu)榉治?1主變低后備保護(hù)動(dòng)作閉鎖10kV5012分段備自投#2電容512開關(guān)由合位變?yōu)榉治?51PT保護(hù)電壓消失#1變低后備保護(hù)整組啟動(dòng)15時(shí)43分42秒088毫秒#1電容511開關(guān)由合位變?yōu)榉治?910ms圖1 動(dòng)作時(shí)序圖圖2 #1主變保護(hù)低后備保護(hù)動(dòng)作錄波圖圖2 10kV #2電容512開關(guān)保護(hù)動(dòng)作錄波圖圖3 10kV #1電

6、容511開關(guān)保護(hù)動(dòng)作錄波圖四、故障設(shè)備檢查情況1、10kV 512開關(guān)小車室、母線室柜頂泄壓蓋板正常開啟，小車室柜門鎖扣脫落變形，柜門已被氣浪沖開，導(dǎo)致弧光灼傷巡視通道對(duì)面的10kV 703、704、705及右側(cè)的10kV #1PT柜表，柜面部分二次原件被烤焦；左側(cè)相連的511開關(guān)柜內(nèi)外完好；右側(cè)的10kV #1PT柜內(nèi)部完好，柜面部分二次原件被烤焦。2、10kV 512開關(guān)柜A相母線側(cè)觸頭盒燒毀斷裂，B、C相上觸頭盒及三相下觸頭盒只表面灼傷，柜殼在小車室內(nèi)部靠近斷路器滅弧室上部的對(duì)應(yīng)位置存在3處放電點(diǎn)。3、10kV 512開關(guān)處于分閘已儲(chǔ)能狀態(tài)，斷路器三相相觸臂前端梅花觸頭熔化、散落，銅質(zhì)觸

7、臂前端熔化，A相燒損尤為嚴(yán)重。4、10kV 512開關(guān)斷路器本體絕緣外罩受電弧燒灼變色、開裂，A、C絕緣外罩上導(dǎo)電臂處燒損尤為嚴(yán)重。5、10kV 512開關(guān)三相真空滅弧室靜觸頭側(cè)與上觸臂連接的固定螺栓嚴(yán)重?zé)龤В珻相燒損尤為嚴(yán)重，其真空泡靜觸頭側(cè)外連接導(dǎo)電棒已嚴(yán)重?zé)龘p穿孔，真空泡內(nèi)的觸頭斷口處已熔焊粘連，難以脫離，A、B相靜觸頭側(cè)導(dǎo)電棒完好，真空泡內(nèi)的觸頭斷口完好無熔點(diǎn)。另外，三相真空滅弧室陶瓷外殼已破損，陶瓷外殼殘部覆蓋有熔化后銅渣，滅弧室內(nèi)部觸頭、屏蔽罩燃弧損壞。五、初步原因分析1、故障源最初始于10kV 512開關(guān)小車A相母線側(cè)靜觸頭（梅花），可能長(zhǎng)期運(yùn)行后，觸頭捆扎彈簧由于溫升、電場(chǎng)作用

8、累積效應(yīng)而疲勞，在5月11日15時(shí)X分X秒左右，運(yùn)行中的觸頭彈簧失效或斷裂，觸頭因失去接觸壓力而嚴(yán)重發(fā)熱直至燃弧燒毀（經(jīng)計(jì)算，到故障切除時(shí)間止，存在約3分鐘左右的非正常接觸），此A相電壓不穩(wěn)定其它兩相電壓正常（見 錄波圖）。同時(shí)，發(fā)熱期間的熱能通過導(dǎo)電臂傳導(dǎo)至A相真空滅弧室上部，最終在此處形成弧光并對(duì)柜體放電接地。（見 錄波圖）。2、另一故障源始于512開關(guān)斷路器C相的真空滅弧室上側(cè)與觸臂固定搭接面，有可能長(zhǎng)期運(yùn)行和開關(guān)頻繁動(dòng)作，導(dǎo)致斷路器C相的真空滅弧室上側(cè)與觸臂固定搭接面接觸不良。在緊固螺栓和壓板之間形成分流，導(dǎo)致C相觸臂固定螺栓因通流而率先燒毀斷裂并燃弧，最終將真空泡靜觸頭側(cè)外連接導(dǎo)電棒

9、燒損穿孔，真空泡真空度被破壞，在512開關(guān)分閘時(shí)因無法滅弧而導(dǎo)致觸頭斷口處熔焊粘連。在43分42秒左右，此處對(duì)柜體放電接地，此時(shí)，與A相形成相間接地短路。最終導(dǎo)致3相短路故障。3、短路故障導(dǎo)致母線電壓降低，啟動(dòng)511、512開關(guān)低電壓保護(hù)動(dòng)作，由于512開關(guān)爆炸時(shí)巨大的沖擊力將512開關(guān)跳開。故障時(shí)啟動(dòng)#1主變低后備保護(hù)，經(jīng)1秒延時(shí)后跳開5501開關(guān)，切斷故障電流，10kV 1M失去電壓。512開關(guān)低電壓保護(hù)啟動(dòng)后，由于故障時(shí)刻511電容電流大于閉鎖值、待10kV 1M失去電壓后，經(jīng)過0.5秒的延時(shí)，511開關(guān)低電壓保護(hù)動(dòng)作跳開開關(guān)。由于短路故障持續(xù)時(shí)間約1秒左右，最終導(dǎo)致512開關(guān)三相母線側(cè)梅花觸頭及三相真空滅弧室上側(cè)與觸臂固定螺栓及其金屬墊板燒毀。持續(xù)燃弧產(chǎn)生的高溫、高壓灼傷真空滅弧室靠近觸頭盒側(cè)的陶瓷外殼。六、應(yīng)對(duì)措施1、更換同型號(hào)的板芙站10kV #1電容511開關(guān)三相梅花觸頭。2、結(jié)合停電5月18日板芙站10kV1M母線修復(fù)停電，對(duì)本母線段開關(guān)小車及其動(dòng)靜觸頭進(jìn)行全面檢查、維護(hù)。3、針對(duì)此次柜門被氣浪沖開，已威脅人身安全，建議對(duì)板芙站1M母線開關(guān)柜小車室柜門進(jìn)行強(qiáng)化改造，如增加柜門厚度，改進(jìn)柜門鎖扣固定方式等。4、將真空滅弧室靜觸頭側(cè)與導(dǎo)電臂的連接結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造，如將兩螺栓整體壓板分成兩段，以消除固定螺