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【分享】电压互感器组烧损的原因分析
发布:2017-10-18


   一、事故情况介绍    


热电厂10KV母线B相电压突然降为零,A、C相电压升高,达到10.9KV。2~3分钟后,A、C相电压突升至12.08KV,“发电机保护电压回路断线”光字牌发出光字信号;与此同时,发电机输出的有功功率P由6000KW下降至1208KW,随即又降至852KW;无功功率Q由3200KVAR下降至520KVAR,随即又降至264KVAR。


事故前,发电机的功率因数为-0.92;事故后,功率因数为+0.5。


事故后检查发现:安装在101-8柜内(发电机端电压互感器柜)A相电压互感器环氧树脂的壳体,由于严重过热而炸裂;B、C相电压互感器环氧树脂的壳体出现了轻微裂纹。一次侧A相熔断器熔断,B、C相完好。安装在181柜内(10KVⅠ段母线电压互感器柜)的三台电压互感器的环氧树脂壳体都出现了轻微裂纹。


   二、事故过程分析    


本次事故的过程,可以分为以下三个阶段进行分析:


第一阶段——3月29日17时42分10秒~42分55秒期间,锦山变电所10KV出线发生了一次单相接地故障,导致安装在电厂侧电压互感器二次的消谐器在消谐的同时,机内隔离变压器电源侧的熔断器发生熔断(该消谐器因此而退出运行),由于没有设计相应的预告信号,故运行人员没有察觉和更换,所以留下了事故隐患。


第二阶段——4月2日11时许,由于农电局锦山变电所10KV母联开关柜内的B相电流互感器与矩形母排连接不好,长时间过热,逐步形成热击穿并且使环氧树脂的壳体炸裂,造成了10KV母线B相金属性单相接地故障。故障时,变电所母线B相电压和发电机母线B相电压同时下降为零,A、C相电压升至为线电压10.9KV。单相接地故障所引起的参数变化和A、C相电压的突升,使A、C相电压互感器的铁芯迅速饱和,形成了铁磁谐振的条件。由于消谐器已经处于非工作状态,所以在电厂侧电压互感器产生铁磁谐振的时候,不能起到消谐的作用。此时的铁磁谐振,尚未造成电压互感器的严重过热和烧损。


第三阶段——变电所值班员闻到异常气味,并且发现高压开关室内有烟雾后,随即采取拉路选择故障线路的措施。当值班员拉开10KV5332电厂线(并网线路)开关时,发电机组瞬时转为脱网运行状态,发电机的输出功率由6000KW,骤然降到1208KW(该功率为厂用电功率),其转速迅速升高到3100转/分,其端电压突升至12.08KV。电压的突升和运行参数的急剧变化,导致101-8柜内质量稍差的A相电压互感器铁磁谐振加剧,迅速过热导致壳体炸裂。谐振电流同时造成一次侧A相熔断器熔断,随之破坏了谐振条件,铁磁谐振因此结束。101-8柜内B、C相电压互感器和181柜内的三台电压互感器在铁磁谐振的过程中,虽然壳体出现了轻微裂纹,但是没有出现严重炸裂。


   三、事故原因分析    


根据事故现象和事后的调查了解,结合DCS所记录的运行参数以及对电压互感器、消谐器的检查结果,综合分析后认为,导致事故的原因有以下三个:


1. 烧损的电压互感器系半绝缘设备,在正常运行时只承受相电压,在系统单相接地时,需要承受线电压的冲击。因此,半绝缘电压互感器在中性点不接地的10KV配电系统运行中,容易发生铁磁谐振。

   

2. 由于二次消谐装置数属于被动消谐方式,且功能不完善、效果不佳,所以在3月29日,锦山变电所10KV出线单相接地故障时,造成10KV母线消谐器隔离变压器电源侧熔断器熔断,由于没有察觉和更换,因而留下了隐患。


3. 4月2日,锦山变电所10KV母线再次发生单相接地故障,造成发电机机端消谐器隔离变压器电源侧熔断器熔断,最终导致失去消谐保护功能的两组电压互感器不同程度的先后烧损。


电压互感器一次侧A相熔断器熔断,导致发电机侧功率表出现很大误差,这就是发电机脱网后,输出的有功功率由1208KW下降到852KW,无功功率由520KVAR下降到264KVAR的原因。


   四、预防措施    


继续保留安装在电压互感器二次侧型号为MES98型的消谐器,同时在电压互感器一次侧的中性点与“地”之间,增装一台10KV LXQ(D)Ⅱ—10型消谐器。该型号消谐器系高容量非线性电阻器,有很好的阻尼和限流作用,可以起到良好的限制电压互感器铁磁谐振的效果,而且具有体积小、安装简单、没有熔断器、运行稳定等优点。因此,增装10KV消谐器,将原二次消谐方式,改变为以一次消谐为主、二次消谐为后备的消谐方式,大大提高了消谐的安全性和可靠性。


 

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