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        一起35 k V電容器爆炸事故原因分析

        2015-04-01 02:03:16潘俊偉
        機(jī)電信息 2015年3期
        關(guān)鍵詞:分閘過(guò)流主變

        潘俊偉

        (紹興水處理發(fā)展有限公司,浙江 紹興312074)

        0 引言

        35 k V并聯(lián)電容器作為重要的無(wú)功補(bǔ)償裝置廣泛應(yīng)用于220 k V及500 k V變電站,以提高電網(wǎng)電壓質(zhì)量,改善功率因數(shù),降低電能損耗,提高整個(gè)電網(wǎng)電能質(zhì)量,因此,高壓并聯(lián)電容器的安全運(yùn)行極為重要。下面介紹一起發(fā)生在溫州220 k V驕霞變的35 k V電容器爆炸事故及由其引起的一系列故障,并分析事故原因及應(yīng)對(duì)措施,供檢修人員及相關(guān)廠家參考。

        1 事故概述

        某日凌晨01:00左右220 k V驕霞變海驕4349線、海霞4350線帶完負(fù)荷后,運(yùn)行人員發(fā)現(xiàn)35 k V母線電壓過(guò)高(Ⅰ母電壓二次值分別為63.74 V、63.94 V、63.69 V;Ⅱ母電壓二次值分別為63.79 V、63.95 V、63.69 V;折算為一次值分別為38.64 k V、38.76 k V、38.61 k V;38.67 k V、38.77 k V、38.61 k V),向調(diào)度匯報(bào)申請(qǐng)切電容器;#1電容器開關(guān)于01:07:19.206遙控分閘成功。在開關(guān)分閘后不久就聽到電容器室傳來(lái)一聲爆炸聲,運(yùn)行人員去電容器室觀察情況,一開門就看到濃煙滾滾,緊接著又聽到一聲爆炸聲,趕緊離開現(xiàn)場(chǎng),隨后其他幾組電容器也退出運(yùn)行,于01:11:43操作完畢,4臺(tái)電容器均退出運(yùn)行。其后斷續(xù)聽到電容器室有異響(事后猜測(cè)是絕緣瓷瓶爆裂的聲音),之后又有巨大聲響發(fā)出(事后估計(jì)是電容器組落地發(fā)出的聲音),運(yùn)行人員通過(guò)遙控操作將#2主變35 k V開關(guān)分閘,此時(shí)已是凌晨01:30。早上檢查現(xiàn)場(chǎng)發(fā)現(xiàn),#1電容器B、C兩相已經(jīng)嚴(yán)重?zé)龤?,支持絕緣子已斷裂,電容器B、C相倒地;#1電容器開關(guān)C相真空泡已爆炸,開關(guān)柜內(nèi)煙熏痕跡明顯。

        2 系統(tǒng)運(yùn)行及相關(guān)設(shè)備情況

        如圖1所示,海驕4349線、海霞4350線掛副母運(yùn)行,#2主變掛正母運(yùn)行,#1、#2電容器掛35 k VⅠ母運(yùn)行,#3、#4電容器掛35 k VⅡ母運(yùn)行,#1、#2電容器負(fù)荷通過(guò)35 k V母分送35 k VⅡ母,與#3、#4電容器一起通過(guò)#2主變35 k V側(cè)送海驕4349線、海霞4350線進(jìn)行帶負(fù)荷試驗(yàn)。#1、#2電容器為日新電機(jī)(無(wú)錫)有限公司生產(chǎn),型號(hào) BAMr11.5-500-1Wh,額定電壓11.5 k V,額定容量500 kvar,4并2串接線方式;35 k V真空斷路器由AREVA提供,額定電流3 000 A;電容器微機(jī)保護(hù)裝置為北京四方的CSC-200系列。

        圖1 驕霞變一次系統(tǒng)簡(jiǎn)略圖

        3 事故原因推斷及分析

        可以大致推斷出:在運(yùn)行過(guò)程中,由于35 k V母線電壓過(guò)高,通過(guò)后臺(tái)遙控操作退出#1電容器,在操作初始產(chǎn)生的操作過(guò)電壓超過(guò)電容器組的耐壓值,使其發(fā)生爆炸;但#1電容器真空開關(guān)為何爆炸尚不得而知,需要通過(guò)后臺(tái)SOE報(bào)文及故障錄波資料來(lái)分析原因。

        3.1 后臺(tái)SOE報(bào)文顯示

        #1電容器開關(guān)于01:07:19.206遙控分閘成功,之后是順序操作退出#3、#2、#4電容器組;

        #4電容器開關(guān)于01:11:43.501遙控分閘成功;01:25:00之前#1電容器保護(hù)裝置反復(fù)啟動(dòng)復(fù)歸;01:28:58.463,#1電容器 CSC-221A:過(guò)流Ⅰ段第一次動(dòng)作,Ia=0.006 A,Ib=3.578 A,Ic=3.578 A;

        01:28:59.043,#1電容器 CSC-221A:過(guò)流Ⅰ段第二次動(dòng)作,Ia=0.010 A,Ib=3.657 A,Ic=3.641 A;

        01:28:59.343,#1電容器 CSC-221A:過(guò)流Ⅱ段動(dòng)作,Ia=0.003 A,Ib=3.657 A,Ic=3.657 A;

        01:28:59.448,35 k V 母分 CSC-211:過(guò)流Ⅲ段動(dòng)作,Ia=0.006 A,Ib=3.625 A,Ic=3.625 A;

        01:29:08.062,#1電容器CSC-221A:跳閘失?。ㄩ_關(guān)已經(jīng)在分閘位置);

        01:29:08.463,35 k V 母分 CSC-211:跳閘失敗(母分過(guò)流保護(hù)出口壓板退出狀態(tài));

        01:29:14.855,35 k V 母線保護(hù)Ⅰ母差動(dòng)動(dòng)作(南瑞 BP-2C);

        01:29:14.914,35 k V母分開關(guān)分(母差動(dòng)作切除);01:30:00.497,#2主變35 k V開關(guān)分(后臺(tái)遙控拉開)。

        3.2 故障錄波器顯示

        對(duì)照主變故障錄波器(武漢中元)對(duì)#2主變35 k V側(cè)電流、35 k V母線電壓的錄波圖(圖2、圖3)進(jìn)行分析,可知:操作初始產(chǎn)生的操作過(guò)電壓是造成#1電容器組爆炸及其斷路器斷弧不成功的原因。

        圖2 #2主變35 k V側(cè)電流波形圖

        圖3 35 k VⅠ母電壓波形圖

        #1電容器開關(guān)C相因斷口熔化或動(dòng)靜觸頭粘連等不明緣由,造成系統(tǒng)C相通過(guò)電容器組不完全接地;系統(tǒng)A、B相對(duì)地電壓升高,造成#1電容器開關(guān)B相斷口斷斷續(xù)續(xù)擊穿導(dǎo)通,導(dǎo)致#1電容器保護(hù)反復(fù)啟動(dòng),因?yàn)閾舸r(shí)間較短,保護(hù)不動(dòng)作。反復(fù)的擊穿造成#1電容器組嚴(yán)重?zé)龘p、B相斷口嚴(yán)重?zé)龘p,#1電容器組B、C相間短路,短路電流約2 500 A,持續(xù)時(shí)間約16 s,造成#1電容器組C相斷路器真空泡爆炸。期間#1電容器保護(hù)裝置正確動(dòng)作,35 k V母分過(guò)流保護(hù)正確動(dòng)作。

        #1電容器組C相斷路器真空泡爆炸后,#1電容器組C相在開關(guān)柜內(nèi)接地短路(CT之前),B相在電容器室內(nèi)接地短路(CT之后),短路電流約10 000 A,持續(xù)時(shí)間約80 ms,造成35 k V母線保護(hù)動(dòng)作(C相有差流,無(wú)制動(dòng)電流)。

        4 結(jié)語(yǔ)

        發(fā)生類似情況后,不應(yīng)先分電容器開關(guān),而要先調(diào)節(jié)主變分接頭,使主變35 k V側(cè)電壓降到37 k V以下,這樣可以有效降低電容器操作過(guò)電壓發(fā)生的幾率。爆炸發(fā)生后,應(yīng)先拉開分段開關(guān),將故障手動(dòng)隔離,以免事故擴(kuò)大。

        [1]劉偉,湯雨海.變電站綜合自動(dòng)化實(shí)用技術(shù)問(wèn)答[M].中國(guó)電力出版社,2007

        [2]江蘇省電力公司編.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理與實(shí)用技術(shù)[M].中國(guó)電力出版社,2006

        [3]陳怡,蔣平,萬(wàn)秋蘭,等.電力系統(tǒng)分析[M].中國(guó)電力出版社,2005

        [4]孟凡鐘.真空斷路器實(shí)用技術(shù)[M].中國(guó)水利水電出版社,2009

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