電壓互感器組燒損的原因分析
一、事故情況介紹
熱電廠10KV母線B相電壓突然降為零,A、C相電壓升高,達(dá)到10.9KV。2~3分鐘后,A、C相電壓突升至12.08KV,“發(fā)電機(jī)保護(hù)電壓回路斷線”光字牌發(fā)出光字信號;與此同時(shí),發(fā)電機(jī)輸出的有功功率P由6000KW下降至1208KW,隨即又降至852KW;無功功率Q由3200KVAR下降至520KVAR,隨即又降至264KVAR。
事故前,發(fā)電機(jī)的功率因數(shù)為-0.92;事故后,功率因數(shù)為+0.5。
事故后檢查發(fā)現(xiàn):安裝在101-8柜內(nèi)(發(fā)電機(jī)端電壓互感器柜)A相電壓互感器環(huán)氧樹脂的殼體,由于嚴(yán)重過熱而炸裂;B、C相電壓互感器環(huán)氧樹脂的殼體出現(xiàn)了輕微裂紋。一次側(cè)A相熔斷器熔斷,B、C相完好。安裝在181柜內(nèi)(10KVⅠ段母線電壓互感器柜)的三臺電壓互感器的環(huán)氧樹脂殼體都出現(xiàn)了輕微裂紋。
本次事故的過程,可以分為以下三個(gè)階段進(jìn)行分析:
第一階段——3月29日17時(shí)42分10秒~42分55秒期間,錦山變電所10KV出線發(fā)生了一次單相接地故障,導(dǎo)致安裝在電廠側(cè)電壓互感器二次的消諧器在消諧的同時(shí),機(jī)內(nèi)隔離變壓器電源側(cè)的熔斷器發(fā)生熔斷(該消諧器因此而退出運(yùn)行),由于沒有設(shè)計(jì)相應(yīng)的預(yù)告信號,故運(yùn)行人員沒有察覺和更換,所以留下了事故隱患。
第二階段——4月2日11時(shí)許,由于農(nóng)電局錦山變電所10KV母聯(lián)開關(guān)柜內(nèi)的B相電流互感器與矩形母排連接不好,長時(shí)間過熱,逐步形成熱擊穿并且使環(huán)氧樹脂的殼體炸裂,造成了10KV母線B相金屬性單相接地故障。故障時(shí),變電所母線B相電壓和發(fā)電機(jī)母線B相電壓同時(shí)下降為零,A、C相電壓升至為線電壓10.9KV。單相接地故障所引起的參數(shù)變化和A、C相電壓的突升,使A、C相電壓互感器的鐵芯迅速飽和,形成了鐵磁諧振的條件。由于消諧器已經(jīng)處于非工作狀態(tài),所以在電廠側(cè)電壓互感器產(chǎn)生鐵磁諧振的時(shí)候,不能起到消諧的作用。此時(shí)的鐵磁諧振,尚未造成電壓互感器的嚴(yán)重過熱和燒損。
第三階段——變電所值班員聞到異常氣味,并且發(fā)現(xiàn)高壓開關(guān)室內(nèi)有煙霧后,隨即采取拉路選擇故障線路的措施。當(dāng)值班員拉開10KV5332電廠線(并網(wǎng)線路)開關(guān)時(shí),發(fā)電機(jī)組瞬時(shí)轉(zhuǎn)為脫網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài),發(fā)電機(jī)的輸出功率由6000KW,驟然降到1208KW(該功率為廠用電功率),其轉(zhuǎn)速迅速升高到3100轉(zhuǎn)/分,其端電壓突升至12.08KV。電壓的突升和運(yùn)行參數(shù)的急劇變化,導(dǎo)致101-8柜內(nèi)質(zhì)量稍差的A相電壓互感器鐵磁諧振加劇,迅速過熱導(dǎo)致殼體炸裂。諧振電流同時(shí)造成一次側(cè)A相熔斷器熔斷,隨之破壞了諧振條件,鐵磁諧振因此結(jié)束。101-8柜內(nèi)B、C相電壓互感器和181柜內(nèi)的三臺電壓互感器在鐵磁諧振的過程中,雖然殼體出現(xiàn)了輕微裂紋,但是沒有出現(xiàn)嚴(yán)重炸裂。
根據(jù)事故現(xiàn)象和事后的調(diào)查了解,結(jié)合DCS所記錄的運(yùn)行參數(shù)以及對電壓互感器、消諧器的檢查結(jié)果,綜合分析后認(rèn)為,導(dǎo)致事故的原因有以下三個(gè):
1. 燒損的電壓互感器系半絕緣設(shè)備,在正常運(yùn)行時(shí)只承受相電壓,在系統(tǒng)單相接地時(shí),需要承受線電壓的沖擊。因此,半絕緣電壓互感器在中性點(diǎn)不接地的10KV配電系統(tǒng)運(yùn)行中,容易發(fā)生鐵磁諧振。
2. 由于二次消諧裝置數(shù)屬于被動(dòng)消諧方式,且功能不完善、效果不佳,所以在3月29日,錦山變電所10KV出線單相接地故障時(shí),造成10KV母線消諧器隔離變壓器電源側(cè)熔斷器熔斷,由于沒有察覺和更換,因而留下了隱患。
3. 4月2日,錦山變電所10KV母線再次發(fā)生單相接地故障,造成發(fā)電機(jī)機(jī)端消諧器隔離變壓器電源側(cè)熔斷器熔斷,最終導(dǎo)致失去消諧保護(hù)功能的兩組電壓互感器不同程度的先后燒損。
電壓互感器一次側(cè)A相熔斷器熔斷,導(dǎo)致發(fā)電機(jī)側(cè)功率表出現(xiàn)很大誤差,這就是發(fā)電機(jī)脫網(wǎng)后,輸出的有功功率由1208KW下降到852KW,無功功率由520KVAR下降到264KVAR的原因。
繼續(xù)保留安裝在電壓互感器二次側(cè)型號為MES98型的消諧器,同時(shí)在電壓互感器一次側(cè)的中性點(diǎn)與“地”之間,增裝一臺10KV LXQ(D)Ⅱ—10型消諧器。該型號消諧器系高容量非線性電阻器,有很好的阻尼和限流作用,可以起到良好的限制電壓互感器鐵磁諧振的效果,而且具有體積小、安裝簡單、沒有熔斷器、運(yùn)行穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。因此,增裝10KV消諧器,將原二次消諧方式,改變?yōu)橐砸淮蜗C為主、二次消諧為后備的消諧方式,大大提高了消諧的安全性和可靠性。
(來源:網(wǎng)絡(luò),版權(quán)歸原作者)
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