大顶子山水电站66kV-GIS组合电器的故障分析

帅秀莲

(松花江航运枢纽建设管理中心)

大顶子山水电站66kV-GIS组合电器的故障分析

帅秀莲

(松花江航运枢纽建设管理中心)

电站发生一起66kV-GIS设备短路事故，针对这次事故的原因进行分析总结，并随着工作的进展提出相应的对策。

接触电阻;突然断流;水分;氧化;可靠性

1 事件经过

2011年2月17日0点23分电站1#主变压器主保护动作，故障电流37.74 A，“比率纵差”电流40.7 A，后备保护未动作。随即进行现场检查，变压器和GIS组合电器等未发现明显故障点，但录波器记录了当时的电流电压的变化情况。

2 设备参数及概况

大顶子山水电站1#主变由沈阳变压器有限责任公司制造，其额定容量为40 000 kVA，额定电压比:66±2×2.5%/6.3 kV，额定电流比:349.9/3 665.7 A;高压侧CT变比400/5;低压侧CT变比:4 000/5;差流速断保护定值25 A。高压组合电器(GIS)由河南平顶山高压开关厂制造，2007年10月投入使用至故障发生前运行一切正常。GIS的额定电压72.5 kV，额定电流3 500 A。主变高压侧直接与GIS管线连接。

3 根据现场条件，做出以下几项检查和分析

(1)1#主变保护检查试验结果。动作值正确，保护正常。差动保护动作，说明故障点应在差动保护范围之内。(2)变压器油做全项实验结果合格。(3)检查GIS组合电器的各段压力值显示正常，SF6气体微水分析检测结果:变压器出口母线段微水含量偏高趋于临界状态，其他的检测点正常。(4)测变压器中性点对地电阻(此回路含部分GIS组合电器)。测试结果:80 MΩ，此值远小于安装时的实验值。(5)波形分析:当时故障录波器共启动3次。

4 结论

综上所述，录波器记录的B相电流突变，说明B相导体产生了瞬间接地。分析导体产生接地的原因是:连接点接触不好，使触头接触电阻过大，在电流的作用下产生热量，温度持续上升，破坏绝缘强度，出现了轻微的局部放电，但由于作用时间很短，没有形成贯穿的击穿通道，因此没有被击穿。随着多次的放电使绝缘内部损伤越来越厉害，最终导致绝缘被击穿，发展到三相短路的过程。通过以上分析判断故障点在GIS组合电器这段可能性比较大。

当拆开变压器高压侧出线段时发现，此段的第三个气室隔板B相的梅花触头和导杆已烧断了，融化点在触头的尖部，在间隔板表面有三相短路及B相接地，电弧放电碳化的痕迹;他符合故障录波器记录当时电流、电压变化的过程。另外还发现其他部位的梅花触头和导电杆也发生了不同程度的氧化。

各触头均有不同程度的氧化。

5 触头烧坏的原因分析

电气触头过热的原因很多，我们通过因果图进行分析，以便更快捷的找出原因。如图1所示。

按着图中的因素进行查证，结果锁定了两个主要原因，“安装工艺”和“氧化腐蚀”。

这是GIS组合电器故障点的一段，这段安装长度为1 527 mm，其中直管长度为1 000 mm，膨胀管段为527 mm。这段可伸缩调整，在安装时为了弥补安装长度不足时可以调整，但调整范围不应超出膨胀管伸缩的允许值，而且还应保证导杆窜动间隙应在允许范围之内。在安装过程中忽略了导杆长度，导电杆长度不足，有效接触面积减少导致了接触电阻升高是这次事故的主要原因，其次是微水值过高。“SF6气体中的微水分虽然对SF6气体本身的绝缘强度影响不大，但水分凝露附着体绝缘器件上时，会大大降低这些绝缘器件的闪络电压，另外会腐蚀金属部件的表面镀层，从而加速了触头接触面的受热氧化，也会使接触电阻增加。综上所述说明在安装时存在较大漏洞。

图1 电气触头烧坏原因分析

6 正确的处理方法

(1)必须严格按照有关GIS组合电器的技术规范和有关规定进行实施。(2)认真的制定检修方案;做好组织措施、技术措施、标准、工期、流程。(3)根据被检修设备的内容，准备必要的检修工器具、试验仪器、备件及材料等。(4)细心的测量相关设备的尺寸，计算出导电杆的实际长度，确保导电杆的窜动间隙在允许范围之内，此次安装导电杆加长了25 mm。(5)在安装前要对检修设备进行清扫，特别注意的是设备三相短路时电弧的作用产生大量的有毒的气体和固体粉末，工作人员必须穿戴防护用品，气体回收和固体粉末都要按规定妥善处理。(6)将动触头整体分解，清除动触头表面烧痕及氧化物，检查触指弹簧是否退火变形，检查触头与内部接触面有无烧痕及氧化物，更换烧伤的触指和弹簧，用零号砂纸打光氧化的导电杆触头，最后按工艺标准符合要求。(7)整体复装后，要按标准进行调整试验。项目包括:动、静触头的接触深度和面积以及接触电阻。测试电桥要选用直流电流为100 A的电桥，按照隔离开关接触电阻的测试标准进行。

7 结语

综上所述，对变电站高压设备的过热处理，决不能掉以轻心，麻痹大意，要以严肃负责的态度，科学合理的方法，标准规范的工序，严谨细致的工艺，认真彻底地进行检修处理。

U467

C

1008-3383(2012)04-0095-01

2011-11-19

帅秀莲(1964-)，女，高级工程师，从事航电枢纽水利工程管理工作。