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变电站10kV出线开关柜烧毁故障分析
来源:农村电工  作者:佚名  2017-10-19 08:34:18

    1 故障情况
      2016年12月16日13时18分50秒,110 kV石龙变电站10 kV上林线保护动作跳闸,13时19分17秒,重合闸动作不成功保护再次动作。调度通知配电运检班查找故障。14时18分,配电运检班向调度汇报巡线结果未发现故障点,要求试送。14时19分,调度开始试送10 kV上林线,试送不成功。14时21分52秒,保护动作跳闸。14时22分19秒,重合闸动作不成功,保护再次动作跳闸。此时在变电站围墙外的配电运检班发现变电站10 kV高压室冒烟,立即通知调度及运检部,调度通知变电运维班前往变电站现场处理。

    2 故障前运行方式
      该变电站是一座110 kV户外式无人值班综自变电站,10 kV为户内布置,主变压器1台,容量40 000kVA,110 kV母线和10 kV母线均采用单母线接线方式。110 kV线路2回,10 kV出线8回。各线路均处于运行状态,电容器处于热备用。主变压器负荷9.87MVA,10 kV上林线负荷0.23 MVA。

    3 处理情况
    3.1现场处理情况
      调度在接到10 kV高压室冒烟通知后,调用监控判断为高压开关柜起火(当时调度控制中心没有发出火灾报警信号),立即通知用户准备停电,断开变电站主变压器110 kV侧断路器,对10 kV高压室进行停电。
    变电运维班到达现场后,灭火人员戴好防毒面具,进入10 kV高压室,发现为一台开关柜起火冒烟,烟雾很大,立即进行灭火,同时打开门窗进行通风排烟。火灭后,对现场进行清理,发现10 kV上林线开关柜电缆室、断路器室及仪表室全部烧毁,电缆头烧坏,只剩下铜芯线。
      10 kV高压室开关柜分左右2列布置,10 kV上林线开关柜位于右侧,左右2列开关柜通过母线桥连接。为尽快恢复供电,将母线桥连接铜排拆除,恢复左侧开关柜运行。右侧有3条线路全部通过转移负荷供电。
    3.2损失情况及后续处理情况
    右侧开关柜共计有7个开关柜,6条10 kV出线柜(其中3条为备用柜),1个母线分段隔离柜。 10 kV上林线开关柜全部烧毁,与之相邻左右两侧开关柜仪表室电气设备损坏。检查其余开关柜,损坏设备及配件有:铜排母线热塑套、支柱绝缘子、触头盒、母线套管、屏顶小母线等。
    对所有设备进行检查试验后,做出最终处理方案为:更换10 kV上林线开关柜,对其相邻左右两侧2个开关柜重新更换测量、保护、“五防”等二次设备,并重新配线。右侧所有开关柜更换铜排母线热塑套、支柱绝缘子、触头盒、母线套管、屏顶小母线等。重新制作10 kV上林线开关柜至10 kV上林线路1号电杆开关柜侧电缆头(该电缆长度3m左右余量,将烧坏的电缆侧电缆锯掉2 m)。
    4 开关柜烧毁原因分析
      10 kV上林线过流I段保护定值为10.2 A,电流互感器变流比为200/5,二次短路电流最大为165 A,算出一次短路电流最高达6 600 A(165×40)。查阅该变电站10 kV母线在电网最大运行方式下短路电流为9.1kA。而该时段电网没有达到最大运行方式条件,由此可知短路点在线路首段部位。
      配电运检班查线结果没有发现架空线路故障点。同时从10 kV上林线在1号杆断开D01断路器进行负荷转移,也进一步证实架空线路无故障。
    从电缆头烧毁残余情况及开关柜柜体底部并未受损分析,可以得出造成开关柜烧毁主要原因为电缆头故障造成三相短路,引起跳闸,重合闸动作不成功再次跳闸。运检班人员查线时遗漏了对开关柜至1号杆电缆的检查,导致故障点没有查到,试送后再次跳闸,重合闸动作不成功又再次跳闸。电缆头在1h内存在二次连续在三相短路故障情况下带电,多次大短路电流使电缆头发热引起火灾,烧毁开关柜。
    5 防范措施
      (1)结合保护动作情况、动作电流,确定故障查找段位。对于电流I段保护跳闸,重点查找线路首段,尤其不能遗漏开关柜至架空线路这段电缆的检查。
    (2)重合闸在试送线路时暂时退出。对于故障跳闸线路,在故障处理完成后试送前暂时退出重合闸,可以避免由于存在多个故障点,或者故障点没有找到,试送时线路再次跳闸后重合引起设备进一步损坏。尤其是对于短路电流较大的情况。
    (3)利用故障带电检测设备对电气设备(断路器、
电缆头等)进行检测,及时发现、消除隐患。    (4)严把电缆头制作质量关,电缆头制作严格按照工艺进行,对电缆头做交流耐压及相关试验。
    (5)建议厂家设计开关柜时,将开关柜断路器室、仪表室及出线电缆室三室设计成耐火材料防火隔离。
    (6) 10 kV出线1号杆安装断路器问题,已安装的取消1号杆断路器,未安装的不再安装。
    剩余电流动作保护器(简称漏保)的安装投运是避免人身触电伤亡,减少由漏电、短路电流引起的火灾事故、烧毁家用电器和配电变压器等设备事故的保护屏障。为解决安装总保(安装在配电台区低压侧第一级漏保)后安全用电与供电可靠性的矛盾突出问题,国网福建石狮市供电公司从利益相关方入手,以提高家用剩余电流动作保护器(简称户保)投运率为核心点,以石狮全域现代化配电网升级改造为抓手,打造“政府部门、乡镇村居、供电企业、用电客户”四位一体的漏保管控模式。

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