2011年广东电网高压开关运行情况及故障分析

CHNIASOUTHERNPOWERGRIDCO.,LTD.广东电网高压开关运行情况CHNIASOUTHERNPOWERGRIDCO.,LTD.GIS典型缺陷分析佛山110kV龙池站110kVGIS母线异常缺陷开关设备运行评述2巡视发现110kV2MGIS母线筒有异响和较大振动，经试验分析母线气室气体分解物无异常，超高频及超声波的在线局放试验有轻微间断信号。停电并解体发现C相母线导电杆的顶丝螺栓滑牙，根本没有顶住导电杆，窝头和导电杆上均有明显放电痕迹。原因分析：属于GIS厂家的装配质量问题。GIS母线的安装结构是支持绝缘子通过金属窝头套住导电杆来起到支撑作用，金属窝头通过M8顶丝螺栓来与导电杆固定连接。M8顶丝螺栓在厂内装配过程中滑牙，致使对导电杆紧固不到位。经过长时间负荷电流的振动影响，导电杆逐渐松动，与金属窝头之间的间隙逐渐增大，放电也随之明显，从而出现异响和较大振动。CHNIASOUTHERNPOWERGRIDCO.,LTD.佛山110kV洞边站110kVGIS线路快速地刀导电杆折断缺陷开关设备运行评述2佛山110kV洞边站110kVGIS07年9月投运。09年7月22日，洞边站洞横线12840地刀C相导电杆折断，地刀无法分闸。更换导电杆后7月26日复电。原因分析：该GIS线路快速地刀使用带绝缘接地导电杆，其安装结构使尼龙棒绝缘材料在地刀快速分合中直接承受冲击力，当尼龙棒绝缘材料强度不够时容易发生折断。厂家之前已对这种带绝缘接地导电杆的安装结构进行了改进，使尼龙棒绝缘材料在地刀快速分合中间接承受冲击力，减少了折断发生机率。但该站地刀仍为旧式设计，结构中合格的绝缘材料拉力为15000N，现更改后使用钢材料的拉力为25000N，满足结构受力要求。CHNIASOUTHERNPOWERGRIDCO.,LTD.肇庆220kV睦岗站220kVGIS刀闸合闸不到位开关设备运行评述22009年12月16日，220kV睦端甲线母差报警，运行人员发现220kV睦端甲线缺相运行，A相电流约78A，B、C相电流为0A。通过220kV睦端甲线28094隔离开关观察孔发现B、C相内部有燃弧现象。原因分析：厂家出厂时储能弹簧装配错误，采用力学性能略低的弹簧，在运行期间储能弹簧疲劳老化，动力不足，加上机构传动部分锈蚀卡阻，造成传动动力不足，同时刀闸机构拐臂角度没有调整到位，造成A相不完全接触，B、C相动、静触头没有接触。CHNIASOUTHERNPOWERGRIDCO.,LTD.深圳220kV梧桐站110kVGIS刀闸传动机构弹簧脱落缺陷开关设备运行评述2在进行GIS局放测试工作中发现110kVGIS1535梧盐Ⅰ线间隔存在较强局放信号，对梧盐I线1535间隔线路侧刀闸部门进行了开盖检查，在检查中发现了15354刀闸B相传动机构弹簧脱落于导电杆内，导电杆内粉尘较多，拨叉有轻微电弧烧伤痕迹，轴销被电弧烧蚀较严重轴销脱落于导电杆内，B相导电杆未正常分开。原因分析：在厂内装配时弹簧掉入导电杆中没有发现，在隔离开关分、合操作时使得拨叉与轴销间产生间隙，致使拨叉与导电杆间产生电位差，产生局部放电，放电使拨叉和轴销烧损并产生粉尘。经过长期的局放放电，轴销烧蚀严重直至脱落，致使B相传动机构失灵，最后导致B相导体无法正常分开。CHNIASOUTHERNPOWERGRIDCO.,LTD.中山220kV中山站220kVGISCT气室异响开关设备运行评述2运行人员在设备巡视过程中发现220kV中山站220kV明中乙线2765开关母线侧B相CT气室有异响和振动。对220kV中山站220kV明中乙线B相CT气室进行开盖检查。检查发现CT气室中填充用的工字型铁件和紧固铁夹件用于断磁作用的断口没有在同一位置，角度差约110度，与设计不符。原因分析：为了防止在填充用的工字型铁件和紧固铁夹件中有闭合磁回路产生环流，特地在上述两个金属部件上设计了断口。而现场发现上述两个金属部件断口位置相互错开，而且两个部件之间也是直接接触没有用其他材料隔开。在这种情况下，运行中上述两个金属部件上就可以因为有磁闭合回路产生环流，进而由电动力引起异响CHNIASOUTHERNPOWERGRIDCO.,LTD.GIS典型事故分析佛山110kV古灶站110kVGIS开关非全相分闸开关设备运行评述22009年11月1日21时19分，佛山110kV古灶站由于110kV汾古线133开关非全相分闸（B相未分开，A、C相正常分开），发生了#1主变中性点避雷器爆炸，#1主变差动保护动作，古灶站全站失压事件。经对故障GIS断路器解体发现，汾古线133隔断路器B相灭弧室动触头拉杆松脱，两颗M6紧固螺栓一颗脱落于断路器仓室，另一颗被拔出固定位置，B相主触头未分开。原因分析：由于汾古线开关B相灭弧室动触头拉杆的紧固螺栓松脱掉落，造成开关B相灭弧室动触头的拉杆传动失效，从而导致B相不能进行分闸操作。此螺栓松脱是由于上海西门子厂内安装工艺控制不到位而导致的。CHNIASOUTHERNPOWERGRIDCO.,LTD.揭阳220kV紫峰站110kV紫伯乙线间隔内部故障跳闸事故开关设备运行评述22009年4月13日16时54分，揭阳220kV紫峰变电站110kVGIS紫伯乙线1F1两侧差动保护动作，紫峰站接地距离I段保护同时动作，开关跳闸，重合不成功。对该段GIS设备开盖检查，在线路CT与1F1C0地刀之间发现B相支撑绝缘子表面有明显放电痕迹，罐体内有因放电产生的粉尘。原因分析：厂家对放电绝缘子重新进行打磨后按规定进行耐压试验合格，排除了绝缘子质量不良的可能。经厂家技术人员分析，导致绝缘子放电的主要原因是，厂家技术人员在GIS的安装、调试或现场更换吸附剂的过程中，厂家安装人员未严格按工艺要求进行安装，一些灰尘、微小杂质遗留在罐体内，在设备运行过程中，灰尘等杂质在电场的作用下极化桥接致使绝缘子沿面发生闪络。CHNIASOUTHERNPOWERGRIDCO.,LTD.开关设备运行评述2复杂工况导致的回路电阻超标佛山500kV西江站有12台共36相杭州西门子公司的3AP1FG型35kV开关，用于35kV电容器、电抗器的投退，2004年投运。09年1月对#2变低母线下的6台18相预试发现有9相回路电阻超标（最大值为140微欧，最小值为59微欧，厂家标准值为25微欧）。分析原因是由于开关频繁投切操作，引起微量电弧合成物通过电弧气流外溢，粘附在触指和加热筒的镀银接触面上，导致回路电阻偏大。目前已经全面更换超标极柱。CHNIASOUTHERNPOWERGRIDCO.,LTD.断路器典型缺陷分析中山220kV浪网站220kV横浪乙线开关本体缺陷开关设备运行评述22009年5月17号中山220kV浪网站220kV横浪乙线开关保护跳闸,B、C相重合闸成功,A相出现半分半合。该开关型号为LTB245E1-1PBLK222，厂家为ABB（北京）高压开关有限公司，2007年9月出厂。后经返厂解体检查发现因为装在下电流通道上的压气缸导向套内径尺寸不合格（偏小），导致压气缸拉杆与装在下电流通道上的导向套之间运动不畅导致开关出现合闸故障。原因分析：装在下电流通道上的压气缸导向套内径尺寸不合格是导致本次A相开关故障的根本原因。由于压气缸拉杆与导向套之间相对运动不畅，消耗了部分弹簧能量，导致合闸能量相对不足，合闸操作时合闸拐臂没有将分闸拐臂送到位，开关出现半分半合现象和操作速度的大幅下降；由于导向套尺寸配合异常，经过多次运动后光洁度变差，摩擦阻力加大，应该是开关运行一段时间后出现故障的直接原因。CHNIASOUTHERNPOWERGRIDCO.,LTD.高压开关柜紧急（重大）缺陷统计10.20%3.20%33.90%2.60%11.20%38.90%插头（接头）发热真空灭弧室漏气机构缺陷绝缘不良五防缺陷分、合闸线圈烧毁四、高压开关柜运行评述开关设备运行评述2CHNIASOUTHERNPOWERGRIDCO.,LTD.开关设备运行评述2截至2009年底，广东电网公司高压开关柜运行数量为59144面，同比2008年增加了7181面，增幅13.8%。2009年度共发生高压开关柜事故4起，比2008年减少1起。从高压开关柜紧急（重大）缺陷分析，分、合闸线圈烧毁所占比重最大，为38.9%，其次为操作机构缺陷，为33.9%，五防缺陷以11.2%排在第三。可以看到，分、合闸线圈烧毁和操作机构缺陷两项的缺陷率占高压开关柜全部缺陷率的72.8%。但从2009年到2010年年初6起开关柜事故来看，大电流柜插头发热、隔离开关缺陷导致安全运行形势异常严重，为此省公司下发了广电生部〔2010〕10号文《关于对10kV大电流开关、隔离开关进行专项检查的通知》，要求各局按要求对10kV大电流柜进行专项检查工作。CHNIASOUTHERNPOWERGRIDCO.,LTD.开关设备运行评述2内容包括：1）对投入运行超过10年的手车式断路器申请停电进行专项检查，重点检查触头是否过热变色、触头弹簧是否老化变形、压紧力是否足够、绝缘部件有无过热变形等现象。2）对投入运行时间不足10年的手车式断路器，应结合设备停电开展检查，重点检查触头是否过热变色、触头弹簧是否老化变形、压紧力是否足够、绝缘部件有无过热变形等现象。3）对10kVGN22型隔离开关开展一次专项巡视，重点观察隔离开关动触头压紧螺栓、弹簧是否齐全，检查导电部分有无机械变形、过热变色等现象。设备有机会停电时，应进入柜内进行详细检查，发现异常时应及时处理，必要时应申请停电开展专项检查。4）对10kVGN30型隔离开关开展专项巡视，重点观察隔离开关旋转瓷瓶有无裂纹、崩缺，检查导电部分有无机械变形、过热变色等现象。设备有机会停电时，应进入柜内进行详细检查，发现异常时应及时处理，必要时应申请停电开展专项检查。5）有条件的供电局应充分利用带电局放测试技术协助开展检查工作，并为开关柜带电局放测试积累基础数据。CHNIASOUTHERNPOWERGRIDCO.,LTD.存在的问题举例大电流开关柜发热问题开关设备运行评述2存在的问题：4000A开关柜普遍通过强制风冷实现。存在几方面问题，一是通流设计裕度减小，二是各厂家配置的风扇质量差异较大，风扇出现问题停转时必须降负荷运行，变低开关柜更换风扇需要停母线，三是长期通风带来更多积尘，积尘附着在绝缘套上产生的局放加速绝缘材料的老化，附着在绝缘子上增加了爬电几率，附着在风扇上和导体上对通风和散热造成不利影响。CHNIASOUTHERNPOWERGRIDCO.,LTD.GN22/GN30型隔离开关问题突出开关设备运行评述2GN30刀闸支柱瓷瓶出现裂纹GN30触指夹紧力不够，在大电流的作用下长期发热由于铜棒、环氧树脂、瓷瓶这三种材质的热胀冷缩系数存在不同，在长期发热情况下，发生胀裂瓷瓶进而爆裂针对广东电网变电站2008年底一个月内接连发生两起10kV移开式开关柜在正常操作中发生的三相对地短路并造成人员受伤的事故，明确事故原因为挡板卡涩未正常开启、小车导电臂未加装绝缘护套。南方电网专门还下发了以此为内容的专项反措。移开式开关柜挡板卡涩、小车导电臂未加装绝缘护套问题CHNIASOUTHERNPOWERGRIDCO.,LTD.开关柜典型事故分析阳江220kV阳江站＃2主变变低502开关柜事故开关设备运行评述22009年1月3日，04时03分，阳江220kV阳江站＃2主变变低502开关柜短路，低后备复压过流保护动作跳开＃2主变三侧开关,导致10kVⅡ段母线失压。当值运行人员立即到现场进行检查发现502开关柜被熏黑，开关柜后门已被冲开。CHNIASOUTHERNPOWERGRIDCO.,LTD.开关设备运行评述2检查发现：502开关柜内5022刀闸A相绝缘子面对CT室与5022刀闸档板部分表面已烧熔，隔离档板烧出一个直径大约14cm的洞，502B0接地刀闸动触头三相都有明显放电痕迹，与接地刀闸连接的接地扁铜烧断。根据故障录波图分析和现场检查，5022刀闸A相首先发生闪烙，继而引发A、B相短路，并发展为三相短路事故。电