35 kV电压互感器绝缘击穿事故分析
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关于一起35千伏开关柜绝缘件击穿故障的分析摘要:35 kV高压开关柜广泛应用于变电站,其可靠的工作有着至关重要的意义。
本文对一起35千伏开关柜绝缘件击穿故障进行分析研究。
关键词:开关柜;绝缘;措施35 kV开关柜由于占地面积小,性能稳定,易于维护管理等优点,在变电站运行中得到了广泛的应用。
开关柜的绝缘性能是决定开关柜安全稳定运行的重要因素,在实际运行中由于受诸多不确定因素影响,开关柜的绝缘性能很难得到有效监控,也导致35 kV开关柜绝缘出现了很多问题,甚至造成35 kV开关柜设备的损毁。
一、35 kV高压开关柜绝缘事故发生可能性因素1.绝缘件老化受潮。
受35 kV高压开关柜运行环境的影响,35 kV高压开关柜内的绝缘件包括环氧树脂互感器、绝缘套管以及避雷器等装置,容易受到外力、水汽、温度等影响,加速绝缘件的老化变质,造成绝缘件绝缘性能降低,在正常运行电压下,很容易产生爬电现象,最终引发绝缘事故的发生。
2.操作过电压或谐振过电压。
真空断路器是35 kV高压开关柜设备内部起到开断作用的重要组件,断路器在分合空载变压器时产生的操作过电压或谐振过电压容易造成绝缘件绝缘击穿,导致35 kV高压开关柜绝缘事故的发生。
3.错误操作。
35 kV高压开关柜设备运行原理较复杂,内部组件较多,加强安全隐患的防范非常重要。
因此,要求操作人员必须具备良好的设备操作技能。
操作人员如不按操作规程操作,打乱操作流程,或是错误操作,都可能引起高压开关柜短路,造成绝缘事故的发生。
4.SF6气体泄漏。
随着高压开关柜应用范围的扩大,为适应更加复杂的运行环境,要求高压开关设备在尺寸上设计要更为紧凑,体积更小,同时必须满足绝缘性能要求,SF6气体绝缘金属封闭开关柜则满足了以上要求。
SF6气体绝缘强度为空气的2.5~3.0倍,灭弧能力为空气的100倍,因此普遍应用于高压电气设备。
5.SF6气体不纯净。
35 kV高压开关柜气室在SF6气体充入前期,金属气室柜内必须保持干燥清洁,否则会降低SF6气体的绝缘性能,引起气室内电弧故障的产生,SF6气体在电弧作用下发生分解,并与水汽及杂质发生化学反应,生成有毒物质,进而腐蚀柜内导体及绝缘部件,同时也会引起开关柜气室压力剧增,严重时会造成开关柜爆炸。
35kV电压互感器烧毁事故分析及防范措施作者:朱明军来源:《祖国·建设版》2013年第02期220kV昭阳变电站发生过35kV电磁式电压互感器烧毁事故,从事故分析出发,分析了该事故发生的原因,其主要原因是单相接地谐振过电压,由此事故分析及理论分析和实验,对避免类似事故的发生提出了防范的措施及注意事项。
电压互感器事故分析防范措施【中图分类号】U223.6文献标识码:B文章编号:1673-8005(2013)02-0025-021220kV昭阳变电站是主变中性点直接接地运行方式,35kV采用的是半绝缘电磁式电压互感器,型号为JDZXF71-35N,出厂日期2011.08,厂家:宁波三爱互感器有限公司。
2012年5月9日00点35分220kV昭阳变35kVII母电压异常。
现场检查发现站内监控后台机发35kVII 母零序电压越限,线路有接地,35kVII母有很大放电声,当集控值班员遥控跳开4号电容器后,发现35kV母线有B相瞬间接地现象,随即转为A相永久接地。
35kV电压互感器柜外观无损坏,打开柜门后,发现A相电压互感器靠B相侧有道裂缝并从裂缝口处流出黑色胶体,表面温度很高(与B.C相表面温度差别很大),B相电压互感器靠A相侧有油渍,C相电压互感器外观完好。
35kV避雷器及放电计数器外观检查良好。
检查母线及三相避雷器绝缘电阻均符合试验规程,无接地现象。
2原因分析:由于系统B相有接地,引起谐振,使母线A相、C相电压升高,导致A相电压互感器击穿。
由于此电压互感器是半绝缘电磁型的,也是导致电压互感器击穿的重要原因。
2.1当系统发生单相接地时,故障点流过电容电流,未接地的两相相电压增高√3倍,这将严重影响线路和电气设备的安全运行(此时电压互感器的励磁阻抗很大,故流过的电流很小)。
但是,一旦接地故障点消除,非接地相在故障期间已充的电荷只能通过电压互感器高压线圈经其自身的接地点接入大地。
在这一瞬间电压突变过程中,电压互感器高压线圈的非接地两相的励磁电流就要突然增大,甚至饱和,由此构成相间串联谐振。
一起 35kV母线电压互感器崩烧事故分析及整改措中国石化长岭分公司热电部摘要:本文通过一起电压互感器异常崩烧事故案列,对电压互感器崩烧的过程及原因进行了分析,并提出了有效的整改措施,取得了良好的效果。
关键字:电压互感器、崩烧、整改措施一、事故现象某炼化厂35kV系统为单母线分段接线方式,一次设备使用的是C-GIS组合开关柜,电压互感器采用直插形式,安装在开关柜顶部,与35kV母线直连,未配置一次熔断。
2019年4月某日中午,后台监控事故告警声响,35kVⅠ段母线差动保护动作,母线电源进线及所有配出断路器均跳闸。
事故造成两套炼油装置停工,多套炼化装置生产波动。
运行人员赶到事故现场,高压室内有冒烟现象,伴有浓烈的刺鼻味,35kVⅠ段电压互感器有明显的烧坏痕迹。
母线停电后,检修人员对故障设备进行了检查,发现电压互感器C相外壳炸裂,绕组漏出。
电压互感器B相有大面积熏黑、碳化痕迹,外壳出现严重裂纹,具体情况见图1所示。
图1.电压互感器损坏情况通过调阅35kVⅠ段进线电流及母线电压故障录波数据,见图2所示,可分析出此次故事故分为四个阶段:1、第一个阶段:35kVⅠ段母线A相电压21.5kV,B相电压21.8kV,C相电压23.6 kV,C相电压偏高,持续时间约90秒。
此阶段C相匝间短路,C相电压升高。
2、第二个阶段:35kVⅠ段母线C相电压降为1.4kV,A、B相电压分别升高为34.7kV、37kV,持续时间约160毫秒。
此阶段表明,C相由匝间短路发展至对地短路,另外两相电压升高为线电压。
3、第三个阶段:35kVⅠ段母线B相电压降为0.5kV,A、C相电压分别为29.2kV、1.4kV。
此阶段B相因电压升高为线电压,导致绝缘击穿接地,与C相形成两相短路。
4、第四个阶段:35kVⅠ段母线三相电压均降为0kV。
此阶段表明,35kVⅠ段母差保护动作,故障点被隔离。
经过上述四个阶段的发展,造成35kVⅠ段母线电压互感器的C相崩烧,B相烧坏。
对35kV电压互感器异常烧毁事故的分析与防范措施摘要:在不接地系统中,电压互感器在运行中存在问题较多,PT 烧毁、一次保险熔断等现象时有发生,其原因多种多样,如电压互感器质量存在问题、避雷器与电压互感器匹配不当导致雷击或操作过电压损坏设备、谐振等。
文章通过对实例对35kV 电压互感器异常燃烧事故的原因进行分析,并提出了改进建议。
关键词:35KV;电压互感器;异常烧毁;措施1. 35kV半绝缘电压互感器的异常烧毁事故1.1 故障发生现象故障一:110kV某变电站35kVII母电压互感器投运时,连续两次烧毁A相保险管,致使II母电压互感器无法按时投运,后台II母电压无法进行监控;故障二:110kV某变电站监控显示I母电压UB:1.9kV、UA:36.21kV、UC:38.32kV、3U0:105.45V。
15分钟后,后台显示I母UB:0kV、UA:20.38kV、UC:20.53kV、3U0:4V。
后台重合闸动作,初步判断B相有瞬间接地现象。
1.2 现场事故排查分析对于故障一进行现场检查,发现A、B、C三相电压互感器外观均完好,每相的避雷器和放电计数器外观检查也均完好;故障二进行现场检查,发现A、C相电压互感器外观均完好,B相电压互感器外壳有放电烧蚀的痕迹。
故对两个故障均进行了现场试验,数据如表1所示。
1.3 事故发生的原因分析从试验数据得出,故障互感器的一次绕组均已烧断,内部绝缘损毁严重。
发生此类故障的原因主要是由于线路发生了单相接地故障,导致非接地相电压升高,电压互感器的电压也随之升高,电流增大,互感器的铁芯出现饱和现象,一旦满足系统的wL=1/wc谐振条件时,就会产生谐振过电压。
各相感抗发生变化,中性点位漂移,产生零序电压。
半绝缘电压互感器在系统出现不对称时,也很容易出现高幅值的铁磁谐振过电压。
谐振过电压引起电压互感器励磁电流剧增,产生几十倍额定电流的过电流,而铁芯处于过饱和状态下,互感器二次电压变化很小,巨大的一次电流引起保险与互感器一次绕组烧断。
一次35kV电流互感器爆炸事故问题分析卫梦斯发表时间:2018-05-14T10:54:21.133Z 来源:《电力设备》2017年第34期作者:卫梦斯[导读] 摘要:目前电力技术不断创新,电网改造建设也在全国各地积极进行,随着大量电气设备的挂网运行,在牵引供电系统中担当重要角色的电流互感器的保护和日常运行也需要我们电力工作者给予足够的重视和保护。
(广东电网有限责任公司佛山供电局广东佛山 528000) 摘要:目前电力技术不断创新,电网改造建设也在全国各地积极进行,随着大量电气设备的挂网运行,在牵引供电系统中担当重要角色的电流互感器的保护和日常运行也需要我们电力工作者给予足够的重视和保护。
本文由一起35kV电流互感器爆炸事故入手,结合实际情况与实践经验,分析了造成此次事故的主要原因以及相关的解决对策,希望能给各位同行提供参考。
关键词:电流互感器;事故;供电系统 1.引言电流互感器是牵引供电系统中非常重要的设备之一,主要担当测量和保护的角色,目前电流互感器应用广泛,实践经验比较丰富,制造工艺也十分成熟,但是还是会偶尔发生安全事故,给单位造成经济损失,同时也带来安全隐患。
为避免上述情的重复发生,我们电力工作者就应该在事故中仔细分析事故原因,及时吸取经验教训,并积极寻找解决事故原因的有效方案并在以后的工作过程中严格执行,才能从最大限度上避免电流互感器爆炸事故的发生,保护相关人员的生命财产安全。
2.实际案例20xx年x月x日,某变电站xx线35kV断路器发生跳闸事故,工作人员赶到事发现场,发现35kV xx线电流互感器发生爆炸,拆开主柜发现,互感器主柜内3只熔断器熔断,3只电流互感器炸裂,位于B相熔断器上起固定作用的钢丝弹簧被烧断,A相表盘烧破,电流指针表烧坏,电流表线圈烧断,主柜上某些部位的螺丝发生脱落,爆炸的气浪将主柜的前门板冲开。
爆炸发生时有明显爆炸声,该事故导致工厂断路器跳闸,致使本单位及周围工厂均发生停电现象。
35 kV电压互感器绝缘击穿事故分析摘要:文章通过一起35 kV半绝缘电压互感器异常烧毁事故的分析,总结故障的原因,并归纳了有效的防范措施,可为类似事故处理提供参考。
关键词:半绝缘;击穿;短路接地1 故障现象2012年某220 kV变电站35 kVⅡ母线电压互感器发生异常,监控值班员接省调操作命令:退出该变电站35 kV4#电容器,拉开35 kV4#电容器断路器的同时35 kVⅡ母电压UB:20.4 8 kV、UA:41.93 kV、UC:41.92 kV、3U0:105.21 V,并伴随上传35 kV3#、4#电容器装置报警动作、35 kV母联装置报警、接地报警动作,10 min后35 kVⅡ母变为A相全接地,UA:2.1 kV、UB:36.42 kV、UC:38.22 kV、3U0:106.67 V。
初步判断为35kVⅡ段母线有B相瞬间接地现象,随即转为A相永久接地。
2 运行方式220 kV两条进线两回,220 kV母联联络I、II母运行,一条220kV线路、1号主变在I母运行,2号主变、一条220 kV线路在II母运行,110kVI、II母由母联1150断路器联络运行,三条110 kV线路在110 kV I母运行,一条110 kV 线路在110 kV II母运行,35kVI、II段母线分裂运行,35k VI段带一条35 kV线路、一台所用变、35 kV1号、2号电容器运行,35 kVII段带35 kV3号、4号电容器、两条35 kV备用线路运行。
3 现场检查35 kV电压互感器柜外观无损坏,打开柜门后,发现A相电压互感器靠B 相侧有道裂缝并从裂缝口处流出黑色胶体,表面温度很高(与B.C相表面温度差别很大),B相电压互感器靠A相侧有油渍,如图1、图2所示。
C相电压互感器外观完好。
35 kV避雷器及放电计数器外观检查良好。
4 处理过程试验人员到现场首先进行外观检查,得出35kVII母电压互感器A相外观损坏的结论后对该组电压互感器进行诊断性试验。
35 kV电压互感器绝缘击穿事故分析
摘要:文章通过一起35 kV半绝缘电压互感器异常烧毁事故的分析,总结故障的原因,并归纳了有效的防范措施,可为类似事故处理提供参考。
关键词:半绝缘;击穿;短路接地
1 故障现象
2012年某220 kV变电站35 kVⅡ母线电压互感器发生异常,监控值班员接省调操作命令:退出该变电站
35 kV4#电容器,拉开35 kV4#电容器断路器的同时
35 kVⅡ母电压UB:20.4 8 kV、UA:41.93 kV、UC:41.92 kV、3U0:105.21 V,并伴随上传35 kV3#、4#电容器装置报警动作、35 kV母联装置报警、接地报警动作,10 min后35 kVⅡ母变为A相全接地,UA:2.1 kV、UB:36.42 kV、UC:
38.22 kV、3U0:106.67 V。
初步判断为35kVⅡ段母线有B相瞬间接地现象,随即转为A相永久接地。
2 运行方式
220 kV两条进线两回,220 kV母联联络I、II母运行,一条220kV线路、1号主变在I母运行,2号主变、一条220 kV线路在II母运行,110kVI、II母由母联1150断路器联络运行,三条110 kV线路在110 kV I母运行,一条110 kV 线路在110 kV II母运行,35kVI、II段母线分裂运行,35k VI段带一条35 kV线路、一台所用变、
35 kV1号、2号电容器运行,35 kVII段带35 kV3号、4号电容器、两条35 kV备用线路运行。
3 现场检查
35 kV电压互感器柜外观无损坏,打开柜门后,发现A相电压互感器靠B 相侧有道裂缝并从裂缝口处流出黑色胶体,表面温度很高(与B.C相表面温度差别很大),B相电压互感器靠A相侧有油渍,如图1、图2所示。
C相电压互感器外观完好。
35 kV避雷器及放电计数器外观检查良好。
4 处理过程
试验人员到现场首先进行外观检查,得出35kVII母电压互感器A相外观损坏的结论后对该组电压互感器进行诊断性试验。
如表1,表2所示。
电压互感器倍频感应耐压无法升压,避雷器试验合格。
由于35 kVII母电压互感器A相已经炸裂,该组电压互感器无法运行,更换三相备品电压互感器,原异常电压互感器组退出运行。
5 原因分析
该电压互感器为半绝缘型电磁式电压互感器,型号为JDZXF71-35N。
在值班员对4号电容器进行拉开操作的过程中产生谐振过电压,B相电压互感器出现闪络现象,系统B相瞬间出现接地现象,使A相产生事故短路过电压,从而击穿A相绝缘,导致A相电压互感器炸裂。
归纳事故原因如下:
①产品质量欠佳,该电压互感器材料质量部过关,虽然在交接试验时试验项目全部合格,但是在长期工况运行状况下,该绝缘材料逐渐发生劣化,当有冲击电压施加时,导致绝缘击穿。
②半绝缘型电磁式电压互感器属于新技术、新产品,还没有建立完善的试验标准试验规定。
③电磁式电压互感器容易引起铁磁谐振过电压,由于电磁式电压互感器内部的非线性电感与系统对地电容构成LC震荡回路,单电感与系统对地电容成一定比例的时候就会发生铁磁谐振,中性点发生移位,相电压发生变化,线电压不变,从而引起单相过电压。
④当电压互感器铁芯饱和,导致其励磁电流大大增大,严重时能达到额定励磁电流的几百倍,从而引起电压互感器的炸裂、烧毁。
而这种情况下会产生3倍左右的过电压,引起绝缘的闪络、击穿乃至爆炸。
⑤在电力系统中半绝缘电压互感器在正常运行中只承受相电压,全绝缘电压互感器运行中可以承受线电压。
⑥半绝缘电压互感器的高压N极必须直接接地方能运行。
在系统出现不对称时,很容易出现高幅值的铁磁谐振过电压。
⑦半绝缘电压互感器在发生单相接地等异常情况时,需要承受很高的线电压冲击,这种情况下运行能超过2 h,长期运行可能造成绝缘击穿或炸裂、爆炸等事故。
⑧在全国各电力公司所下辖的变电站内,装有半绝缘电压互感器的变电站运行的安全状况普遍不良,熔断压变熔丝,烧毁电压互感器,甚至引发系统事故,严重影响计量的正确性,使测量数据丢失,危及继电保护和自动装置的正确动作等事故不断,严重影响到了电网的安全稳定运行。
6 防范措施
①加强同厂家、同类设备的巡视测温,发现温度异常要加强监视,做到早预防、早控制,防控结合。
②加强电力设备质量检测准入制度,严禁不合格产品、质量差设备进入电网,加强责任追究制度,对设备的准入责任落实到人。
③尽量采用技术成熟的全绝缘电容式电压互感器。
④选用伏安特性好的电压互感器。
⑤选用高电压等级的电压互感器。
⑥合理安排操作方式。
⑦装设消谐装置。
⑧逐步更换全绝缘电压互感器。
⑨改进接线方式(电压互感器接线原理图3所示),采用电压互感器一次绕组中性点经零序电压互感器接地,即将主电压互感器的二次开口角回路与零序电压互感器的一个补偿绕组串联后接电压继电器,零序电压互感器增大了直流电阻与交流励磁阻抗,零序测量回路是三相电压互感器的开口三角与零序电压互感器的一个测量绕组按正极性串联的,它包含了三相电压互感器的少部分零序电压,测量更精确,同时由于零序回路不是短接的,避免了因电容放电电流使开口角绕组热容量不够而烧坏的隐患,同时,通过改变零序电压互感器的参数设计,增大了直流电阻与交流励磁阻抗,其热容量得到增大,这样可以有效的抑制超低频振荡过电流导致的零序电压互感器烧坏,因此可以消除铁磁谐振和抑制超低频振荡功能外,还可以有效防止目前运行中经常出现的障碍、事故的发生。
7 结语
采用成熟稳定的电力设备能大大提高电力系统供电的可靠性与电网的稳定性,采用合理的消谐装置能很大程度上消弱电力系统内的谐振过电压,对电力系统中运行的电力设备的保护起到至关重要的作用。
通过这起
35 kV电压互感器绝缘击穿事故的原因分析,大大提高了试验人员对半绝缘电压互感器的事故处理能力。
参考文献:
[1] 陈化钢.电力设备异常运行及事故处理[M].北京:中国水利水电出版社,2011.。