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500kV变电站35kV电抗器的保护配置方式分析探讨

2012-09-13 17:50:40      365采购网新闻资讯中心
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  某500kV变电站35kV 3号低压电抗器过流保护动作,跳开低抗断路器323,3号低压电抗器A相起火烧损。事故发生后,电力试验研究院会同当地供电局、北京电力设备厂对事故现场进行了勘查,对3号低压电抗器的B、C相进行了高压预防性试验,并结合事故录波进行了事故分析,商量了事故的恢复处理方案。

  1.事故前该变运行方式

  500 kV系统正常运行:500kV鸭福Ⅰ回线5051断路器、鸭福Ⅱ回线5041断路器、福施Ⅰ回线5011断路器、福施Ⅱ回线5031断路器、3号主变 500kV侧5021断路器、4号主变500 kV侧5013断路器、福青线5023断路器、贵福线5053断路器、第四串联络5042断路器、第三串联络5032断路器、第一串联络5012断路器、第二串联络5022断路器、第五串联络5052断路器运行、3号主变、4号主变运行。

  220kV系统正常运行:220kVⅠ、Ⅱ母母联210断路器,Ⅲ、Ⅳ母母联220断路器,Ⅰ、Ⅲ母分段230断路器,Ⅱ、Ⅳ母分段240断路器运行;220kV福凯Ⅰ回线 203断路器、1号主变220kV侧211断路器、3号主变220kV侧213断路器在Ⅰ母运行,220 kV旁路270断路器在Ⅰ母热备用;220kV福凯Ⅱ回线204断路器、2号主变220kV侧212断路器、福都线208断路器在Ⅱ母运行;220kV福剑线205断路器、福旧线231断路器、大福线209断路器、福瓮线207断路器在Ⅲ母运行;220kV福麻线206断路器、福龙线202断路器、4号主变220kV侧214断路器在Ⅳ母运行,220kV福筑Ⅰ回线201断路器在冷备用状态。

  110kV系统:正常运行方式。

  35kV系统:Ⅰ段、Ⅱ段母线运行,35kV第1组 321电抗器、35kV第2组 322电抗器Ⅱ母热备用,35kV第3组 323电抗器Ⅱ母运行,35kV第4组 324电抗器、35kV第5组 325电抗器、35kV第 6组 326电抗器Ⅰ母热备用,3号站用变35kV侧381断路器运行。

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  10kV系统:电容器热备用,分段010断路器热备用。站内无任何操作。

  2.事故后现场检查情况

  2.1 SOE记录:

  22:00:37-82835kV 3号电抗器过流Ⅱ段出口;

  22:00:38-96535kV 3号电抗器保护动作总复归;

  22:00:38-26735kV 3号电抗器控制回路断线动作;

  22:00:38-34335kV 3号电抗器控制回路断线复归;

  22:00:38-31935kV 3号电抗器断路器323位置分。

  2.2保护动作报文CSK 406A数字式电抗器保护装置:动作时间 510ms,I2CK(过流Ⅱ段出口);动作电流10.702A。

  2.3 35kV3#电抗器CT变比及过流Ⅱ段整定值变比:1000/5,过流Ⅱ段整定值:电流5.3A、时间0.5s。

  2.4 3号主变低压侧录波(三角型连接)35kV3号电抗器断路器 323跳闸前主变低压侧录波显示主变低压侧A相电压逐渐降低,B、C电压逐渐升高,主变低压侧电流互感器的 A、B相电流逐渐升高,C相电流不变。

  2.5现场勘查

  3号低抗A相上端接线头烧断,A相线圈上部烧熔散垮、顶部遮雨蓬烧毁落地搭接在A相底部绝缘子上。3号低抗B相顶部遮雨篷有烟熏痕迹。

  2.6 3号低抗B、C相高压现场试验(环境温度28℃)

  绝缘电阻试验前:A相对BC相及地5800MΩ,B相对AC相及地5800 MΩ,C相对AB相及地5900 MΩ;直流电阻测量:B0-B1为68.53mΩ、C0-C1为67.37mΩ;交流耐压:A相交流耐压值(60kV、60s)试后绝缘5800MΩ、B 相交流耐压值(60kV、60s)试后绝缘5800MΩ、C相交流耐压值(60kV、60s)试后绝缘5900MΩ。

  3.事故分析

  3.1保护动作分析

  从主变低压侧录波分析,由于35kV系统是不接地系统,当3号电抗器A相发生内部故障时,使得主变低压侧A相电压逐渐降低,B、C电压逐渐升高。由于3号低抗的A相故障电流是主变低压侧TA的A相与B相电流的矢量和,故而主变低压侧TA的A相与B相的录波电流逐渐升高,C相电流不变。

  当3号抵抗的A相一次电流达到保护整定电流值1060A时保护启动,经过0.5s的延时,故障电流发展到2140A,保护动作出口,跳开323断路器。

  3.2电抗器事故原因分析

  结合录波和保护动作情况分析,电抗器事故的原因为35kV 3号电抗器A相匝间绝缘破坏,产生电弧并逐渐发展,直至电流过流保护动作,电弧产生的能量使电抗器的环氧玻璃丝带起火燃烧,使35kV 3号电抗器A相完全烧毁。

  35kV 3号电抗器A相匝间绝缘绝缘破坏的原因初步判断为局部过热引起的绝缘劣化。产生局部过热的原因,据制造厂家的介绍,是由于制造线圈的铝线材质不过关,其质量问题可能涉及该厂制造批次为2002年以前的产品。

  通过高压预防性试验,初步判断35kV 3号电抗器B、C相没有受损,在投运前需要按新设备投运的交接试验标准再进行一次试验。

  4.恢复处理初步方案

  由北京电力设备厂立即加工制造1只新的低压电抗器,在半个月内运抵该变电站,对35kV 3号电抗器 A相进行更换。

  5.事故反措建议

  建议对500kV变电站35kV电抗器的保护配置方式进行调研,采用更有效的保护方式,减少匝间短路时的电弧燃烧时间,以避免电抗器因匝间短路而起火。

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