12月13日，市中變發(fā)生了10千伏101開關(guān)爆炸4次的故障，由于變電站位于市中心，雖然故障發(fā)生在夜間，并且由于處置及時(shí)，沒有影響對(duì)外供電，但還是引起了高度重視，認(rèn)真分析問題，采取有效措施，防患于未然非常必要。

1 故障前運(yùn)行方式

110千伏市中變由110千伏中順7Y8線（經(jīng)母聯(lián)710開關(guān)）向1號(hào)主變供電、110千伏741開關(guān)處于熱備用狀態(tài)，1號(hào)主變供10千伏I段和II段母線，跳閘前全站負(fù)荷1萬千瓦。10千伏I段母線有一組消弧線圈，補(bǔ)償電流91安培。

110千伏市中變接線圖

• 市中變101開關(guān)柜型號(hào)：KYN 27-12，出廠日期為2009年9月，投運(yùn)日期 ：2009年12月；
• 市中變101開關(guān)型號(hào)：HVX 12-31-40E 275，出廠日期為2009年6月，投運(yùn)日期：2009年12月；
• 市中變保護(hù)裝置型號(hào)：低后備保護(hù)為NSR 695 RF,高后備保護(hù)為NSR 685 RF，備自投裝置為NSR 641 RF。

2 故障情況

2.1 繼電保護(hù)動(dòng)作情況

12月13日23時(shí)39分至41分之間，市中變10千伏101開關(guān)發(fā)生4次爆炸，經(jīng)調(diào)度監(jiān)控和現(xiàn)場(chǎng)保護(hù)裝置以及現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控錄像綜合還原事故經(jīng)過如下：

保護(hù)裝置動(dòng)作情況1

保護(hù)裝置動(dòng)作情況2

保護(hù)裝置動(dòng)作情況3

2.2 故障經(jīng)過分析

23時(shí)39分16秒10千伏中大116線路上發(fā)生單相接地故障，10千伏發(fā)生弧光接地過電壓，造成市中變開關(guān)柜內(nèi)部絕緣薄弱點(diǎn)101開關(guān)上樁頭（與10千伏I段母線相連）或該處觸頭盒發(fā)生絕緣擊穿，發(fā)生第一次爆炸，1號(hào)主變10千伏101開關(guān)保護(hù)動(dòng)作，切除故障點(diǎn)，但此時(shí)開關(guān)下樁頭（與1號(hào)主變相連）仍然帶電運(yùn)行。

23時(shí)40分16秒。第一次爆炸101開關(guān)柜產(chǎn)生的缺陷嚴(yán)重，經(jīng)過約1分鐘，故障蔓延至開關(guān)下樁頭發(fā)生短路，發(fā)生第二次爆炸。市中變1號(hào)主變高后備保護(hù)動(dòng)作，由于母聯(lián)710開關(guān)因控制回路故障（正常運(yùn)行情況下，沒有控制回路狀態(tài)指示）未動(dòng)作，電源上級(jí)市東變7Y8線路保護(hù)動(dòng)作跳開（市東變7Y8線路保護(hù)：1820ms距離III段ABC三相短路動(dòng)作。）切除故障點(diǎn)。

23時(shí)40分20秒，市東變7Y8線路保護(hù)3380 ms重合一次；發(fā)生第三次爆炸。5736 ms市東變7Y8線路保護(hù)距離III段永跳，測(cè)距7.1公里（線路全長6公里），切除故障點(diǎn)。

23時(shí)40分26秒，由于市中變備自投裝置只接了2QD11-閉鎖橋（母聯(lián)710開關(guān)）備自投，而2QD13閉鎖線路備自投接線未接。所以，110千伏備自投裝置動(dòng)作，110千伏中西741線開關(guān)合閘，發(fā)生第四次爆炸。1號(hào)主變高后備保護(hù)動(dòng)作，切除故障點(diǎn)。

3 故障處理及原因分析

3.1 及時(shí)調(diào)整運(yùn)行方式

故障發(fā)生后，配調(diào)及時(shí)調(diào)整10千伏系統(tǒng)運(yùn)行方式，啟用拉手開關(guān)將市中變負(fù)荷全部轉(zhuǎn)移到其它變電站供電。

3.2 進(jìn)行相關(guān)試驗(yàn)

運(yùn)行和檢修人員及時(shí)趕到現(xiàn)場(chǎng)后，對(duì)故障設(shè)備進(jìn)行隔離，并對(duì)市中變1號(hào)主變進(jìn)行了絕緣、直流電阻、介質(zhì)損耗、電容量、繞組變形、低壓空負(fù)載、絕緣油色譜分析等試驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果正常，1號(hào)主變當(dāng)晚23時(shí)左右恢復(fù)供電（供10千伏II段母線）。

對(duì)市中變10千伏II段母線電容電流進(jìn)行了測(cè)量，為100安培。

3.3 現(xiàn)場(chǎng)檢查

3.3.1 繼電保護(hù)人員

對(duì)開關(guān)保護(hù)裝置進(jìn)行檢查，對(duì)備自投邏輯進(jìn)行試驗(yàn)。

3.3.2 運(yùn)行人員

對(duì)開關(guān)柜室環(huán)境濕度進(jìn)行了測(cè)量，當(dāng)時(shí)濕度大于90%。開關(guān)柜內(nèi)的加熱器處于自動(dòng)投入狀態(tài)，當(dāng)環(huán)境濕度大于70%時(shí)加熱器自動(dòng)啟用；同時(shí)對(duì)電溝內(nèi)積水情況進(jìn)行檢查發(fā)現(xiàn)沒有積水，相對(duì)來說還比較干燥。檢查發(fā)現(xiàn)開關(guān)柜后柜內(nèi)的防火封堵均處于良好狀態(tài)。

3.3.3 檢修人員

對(duì)10千伏I段母線進(jìn)行了開倉檢查，發(fā)現(xiàn)與101開關(guān)柜相鄰接的中金115、中大116、中希I 971開關(guān)柜倉底部存在水團(tuán)。

會(huì)同開關(guān)柜廠家技術(shù)人員對(duì)101開關(guān)進(jìn)行檢查發(fā)現(xiàn)B相真空包損壞最嚴(yán)重，推測(cè)故障起點(diǎn)可能在開關(guān)上樁頭（與10千伏I段母線相連）或該處觸頭盒，但現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)過4次爆炸，很難確定。

另外經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量10千伏母線倉內(nèi)的10千伏套管爬電比距為300mm（150+150），大于規(guī)定值240mm，滿足要求。

3.4 故障原因

3.4.1 10千伏電容電流補(bǔ)償不足，容易發(fā)生過電壓。

市中變10千伏II段母線電容電流為100安培，I段母線因故障未能檢測(cè)，根據(jù)配調(diào)提供的市中變10千伏I段正常帶的負(fù)荷情況，架空線路（絕緣導(dǎo)線）10公里、電纜（240mm2）34公里，理論計(jì)算電容電流為65安培，而市中變只有I段母線上有一組消弧線圈，最大補(bǔ)償電流只有91安培，通過補(bǔ)償后仍有74安培的電容電流，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于規(guī)程規(guī)定的30安培，容易發(fā)生弧光過電壓。

3.4.2 開關(guān)柜運(yùn)行環(huán)境濕度大，易凝露放電。

從現(xiàn)場(chǎng)開關(guān)柜母線倉檢查發(fā)現(xiàn)的水團(tuán)，推斷濕度大也是此次故障的原因，故障時(shí)當(dāng)天是雨天，同時(shí)該站地勢(shì)較低，本身濕度也大。

3.4.3 10千伏出線116中大線發(fā)生單相接地，引發(fā)10千伏母線過電壓，造成絕緣薄弱點(diǎn)擊穿。

經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)故障點(diǎn)在116中大線2-9號(hào)桿，線路避雷器發(fā)生爆炸。

3.4.4 市中變110千伏母聯(lián)710開關(guān)因控制回路故障和備自投設(shè)計(jì)接線存在問題導(dǎo)致高后備保護(hù)動(dòng)作沒有閉鎖備自投造成后面3次爆炸發(fā)生。

4 對(duì)策

• 1）擴(kuò)建2號(hào)主變及其低壓側(cè)開關(guān)柜，增加市中變供電可靠性。
• 2）市中變新增10千伏2號(hào)消弧線圈，增加電容電流補(bǔ)償能力，抑制過電壓產(chǎn)生。
• 3）市中變10千伏開關(guān)室，安排增加空調(diào)除濕裝置，在10千伏I段母線開關(guān)柜后倉處加裝冷凝除濕裝置。
• 4）市中變?cè)黾痈吆髠浔Ｗo(hù)動(dòng)作閉鎖備自投2QD13接線，實(shí)現(xiàn)1號(hào)主變高后備閉鎖線路備自投功能。
• 5）市中變利用備自投裝置功能，實(shí)現(xiàn)母聯(lián)710開關(guān)正常運(yùn)行控制回路狀態(tài)顯示。
• 6）開展變電站電容電流普測(cè)工作，對(duì)電容電流超出規(guī)定的加裝消弧線圈。
• 7）開展變電站開關(guān)柜等加熱裝置和除濕裝置運(yùn)行狀況檢查。

 5 結(jié)語

經(jīng)過落實(shí)一系列措施，市中變運(yùn)行穩(wěn)定，公司系統(tǒng)其它變電站也沒有發(fā)生同類問題。

本文編自《電氣技術(shù)》，原文標(biāo)題為“一臺(tái)開關(guān)柜發(fā)生四次爆炸的故障分析”，作者為杜西祥。