陳健

摘 要：文章以那吉電廠為例，對其913開關(guān)過電壓保護器中存在的故障分析，分析原因主要是氧化鋅閥片通流量過大，引起電容變值，從而誘發(fā)了系統(tǒng)發(fā)生諧振，而過電壓保護器中性點沒有接地，使其工況惡化，出現(xiàn)三相短路，從而導(dǎo)致出現(xiàn)柜內(nèi)過電壓保護器發(fā)生爆炸。

關(guān)鍵詞：電廠；開關(guān)；過電壓保護器；故障

中圖分類號：TM862 文獻標(biāo)志碼：A 文章編號：2095-2945（2018）11-0113-02

Abstract： In this paper， taking Naji Power Plant as an example， the fault analysis of its 913 switching overvoltage protector is made. The main reason is that the passing flow of zinc oxide valve is too large， which causes the change of capacitance， which induces the resonance of the system. But the neutral point of the over-voltage protector is not grounded， which makes its working condition worsen and the three-phase short circuit appears， which results in the explosion of the over-voltage protector in the cabinet.

Keywords： power plant； switch； overvoltage protector； fault

1 故障概況

2011年2月10日下午14時16分，隨著一聲巨響，上位機顯示10.5kV 913開關(guān)、400V 431開關(guān)同時跳閘，并發(fā)出“3#廠變保護動作”信號，屏幕顯示400V廠用三段電源消失。值班人員趕往故障現(xiàn)場時發(fā)現(xiàn)913開關(guān)柜冒煙，柜內(nèi)過電壓保護器發(fā)生爆炸。

事后，經(jīng)維護人員將過電壓保護器拆除時，發(fā)現(xiàn)保護器三相高壓接線端子出現(xiàn)灼傷脫落，A相和C相裝置外殼被炸開，B相外殼也有一道8厘米的裂痕，A相阻容吸收裝置的一個電容模塊被炸飛。

在對#3廠用變保護裝置檢查時發(fā)現(xiàn)過流保護動作，A、B、C三相電流分別為8765A、8755A和8760A，從數(shù)據(jù)上可以判斷913開關(guān)出線發(fā)生了三相短路。

2 故障分析

2.1 故障設(shè)備情況

故障設(shè)備為TCL明創(chuàng)（西安）有限公司生產(chǎn)的FGB型復(fù)合式過電壓保護器，型號：FGB-10P，額定電壓：10kV，工頻放電電壓為16kV。設(shè)備的系統(tǒng)接線圖及保護器原理接線圖如圖1、圖2。

2.2 10.5kV母線II段發(fā)生諧振過電壓

在#3廠變保護動作前兩秒，監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)“10.5kV母線II段消諧裝置告警”信號，事后經(jīng)查詢錄波裝置，發(fā)現(xiàn)故障時波形如圖3所示。

從錄波圖中可以看出，在a處和b處，10.5kV母線A相和C相出現(xiàn)了充放電的波形，即A相和C相發(fā)生了諧振，在c處，10.5kV母線ABC三相發(fā)生諧振，三相電壓同時增高，產(chǎn)生諧振過電壓，其中C相電壓最高，最高處達到了17.64kV，是相電壓的2.9倍。FGB-10P過電壓保護器的工頻放電電壓為16kV，因此在c處，C相氧化鋅閥片導(dǎo)通放電。

2.3 產(chǎn)生諧振的原因

一般在10kV系統(tǒng)，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生單相接地，開關(guān)合閘，發(fā)生雷電等干擾時，容易引起諧振過電壓現(xiàn)象。故障發(fā)生時，無開關(guān)操作，無大氣過電壓，廠用400V III段供2號機組機旁盤，無特別操作。那么10.5kV母線II段是如何產(chǎn)生諧振的呢？

當(dāng)過電壓保護器不接地時，其電路接線變成圖4。

假如氧化鋅閥片質(zhì)量很好，處于理想狀態(tài)，則加在電容器兩邊的電壓為0，事實上由于氧化鋅閥片有一定的通流量，因此加在電容兩邊的電壓不為0，當(dāng)氧化鋅閥片的質(zhì)量不是很好，通流量比較大時，加在電容兩邊的電壓將會增大，極限狀態(tài)下等于線電壓。而電容長時間處在高壓狀態(tài)下，有變值的可能，當(dāng)電路中電容和電感比例達到諧振條件時（XL-XC=0），就會產(chǎn)生諧振。

結(jié)合錄波圖，顯然首先是AC相之間發(fā)生了并聯(lián)諧振，之后隨著電路參數(shù)的變化，在c處三相同時發(fā)生了諧振，最終導(dǎo)致氧化鋅閥片全導(dǎo)通產(chǎn)生了三相短路故障。

3 總結(jié)

3.1 故障的直接原因

導(dǎo)致故障的直接原因是氧化鋅閥片通流量過大，引起電容變值，從而誘發(fā)了系統(tǒng)發(fā)生諧振，而過電壓保護器中性點沒有接地，使其工況惡化，導(dǎo)致三相短路的嚴重后果。

3.2 防范措施

（1）檢查10kV系統(tǒng)其他過電壓保護器中性點接地情況。

（2）采用性能更穩(wěn)定的設(shè)備。

（3）加強設(shè)備管理，按要求對設(shè)備進行預(yù)防性試驗。

（4）檢查設(shè)備管理上存在的漏洞，貫徹落實各項制度要求。

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