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變壓器中壓側開關爆炸事故處理

文檔作者：張向陽趙鏡如李興華孫繼軍康少華高迎春連經斌石智永文檔來源：鄭州供電公司		點擊數：	更新時間： 2021年06月11日
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運行維護
變壓器中壓側開關爆炸事故處理
張向陽，趙鏡如，李興華，孫繼軍，康少華，高迎春，連經斌，石智永
(鄭州供電公司， 鄭州450000)
[摘要] 以SW6一I10型少油高壓斷路器、LW6—220HW 型雙斷口高壓斷路器為研究對象，分析一起變壓器送電過程中
的主進開關爆炸事故。通過介紹變壓器開關爆炸的檢查、分析、處理過程，探查事故產生的原因，并提出解
決措施。
關鍵詞 輸配電滅弧高壓斷路器
中圖分類號TM07
0 引言
SW6—110型斷路器是一種少油式戶外用高壓斷路器，
性能穩(wěn)定、運行可靠、重量較輕，采用單柱結構及多斷口
滅弧室，兩個斷口成V形排列，對稱地固定在三角形傳動
機構箱上， 對地用一個瓷套組成Y形單元， 在l1O、
22okV電網節(jié)點中廣泛應用。 6—220HW 型斷路器是支
柱式SF6斷路器，分相操作、雙斷口，機構特性穩(wěn)定、速
度快、磨損小、可靠性高、外部滲漏少，本體垂直安裝，
采用CY系列液壓機構，簡化了機械傳動和氣路連接系
統(tǒng)。開關在長期運行中，受溫度劇變、電弧燒灼、部件老
化、震動位移等因素影響，局部過熱甚至爆炸現象偶有發(fā)
生，嚴重威脅到電網的安全運行。
1故障情況
某變電站一次系統(tǒng)接線如圖1所示。220kV #3主變
系三圈強油風冷變，型號為SFPSZ9—150000／220，電壓組
合為220+8×1．25 ／121／10．5kV，額定容量為150／15o／
75MVA，聯接組別為YN／YnO／dll，冷卻方式為ODAF。
主變110kV側開關為Sw6—110型少油斷路器，2008年4
月投運，額定電流為1250A，遮斷短路電流為31．5kA，
動作78次，斷開故障6次，運行狀況良好。主變22OkV
側開關為LW10B-252(H)型SF6斷路器，2003年1月投
運，額定電流為3000A，遮斷短路電流為40kA，動作75
次，斷開故障4次。雙側斷路器預試與大修均未超期。
圖1 一次系統(tǒng)接線圖
2015年3月28日18時2分，該主變檢修后送電。投入
#3主變冷卻器，推上223中地、113中地，調整有載調壓
檔位與#4、#5主變一致后合上223開關。在#3主變充
電正常lmin后，110kV設備區(qū)突然爆炸，并伴有強烈亮
光。監(jiān)控機警鈴響起，223開關、110kV I母所連元件綠
燈閃亮，#3主變差動保護動作、冷控失電，110I 母差
保護動作跳I母。l10kV I母電壓表無指示，#3主變電壓
回路斷線、復壓閉鎖動作，#4、#5主變短時過負荷。
檢查#3主變、110kV I母各分路開關，發(fā)現1l3開
關C相炸裂，113CT下方約20m 草場在燃燒； 因爆炸散
落的瓷片造成¨3開關A、B相和臨近間隔的互感器、隔
離開關等設備絕緣套管二次損傷；由于接地電流過大，
#3主變ll0kV中性點接地刀閘的動靜觸頭熔化粘連， 中
地刀閘有弧光燒灼痕跡。
2處理過程
根據保護動作情況，初步判斷113開關CT兩側設備
同時出現了故障。113開關并未操作，處于斷開位置，卻
出現了爆炸，為判明是開關原因，還是變壓器原因，制訂
了以下檢修方案。
(1)將113開關、223開關、#3主變解除備用。
(2)對l13開關、223開關、#3主變做安全措施。
(3)退出母差、失靈屏上跳113、223開關的保護壓
板，退出#3主變保護屏上啟動失靈、失靈啟動壓板，防
止保護在檢測、傳動過程中引起母差、失靈誤動； 退出
#3主變保護屏跳110壓板。
(4)對113開關、223開關、#3主變進行全面試驗、
檢查，并判斷保護動作正確與否。
3檢修、試驗結果
2015年3月29日解體檢查113開關，發(fā)現C相2個
斷口均有電弧沿絕緣桶放電的痕跡。2015年3月30日解
體檢查113開關其它兩相斷口和支持瓷瓶，未見異常。
收稿日期：2016-11—28
作者簡介：張向陽(1980一)，高級工程師，高級技師，從事變電運維工作。
20171 4(A)期l 109
運行維護
從110kV母差故障錄波圖可知，l13開關C相首先產
生故障電流，隨即發(fā)展為相間短路。由于113開關擊穿起
弧， 因此主變差動保護動作跳開223開關、l13開關。由
于113開關不能有效隔斷故障，因此114開關、115開關
仍提供電源，過大的短路弧光導致開關上方母線擊穿，母
差保護動作跳110KV I母，保護正確動作。
對#3主變進行繞組直流電阻(各相測得值誤差、線間
測得值誤差、電阻值與出廠同溫換算值變化)、變比、吸
收比、絕緣電阻、介質損耗角正切值、直流泄漏電流、局
放等試驗，結果顯示變壓器參數均正常。
223開關為I w6-220HW 型分相操作雙斷口斷路器，
采用CY5液壓機構。223開關同期測試數據見表1。
表1 223斷路器測試同期結果
分閘／ms 臺閘／ms
A 24．4 24 1 52．5 52
B 27．0 27．6 54．3 53．6
C 25．2 24．7 53．1 53．6
AA 0．O O．0 0-4 00
第1次 AB 0，0 0．0 0．4 03
AC 0．0 0．0 0．0 0．O
A—B 29 】6
A—C 0．6 09
B—C 2-3 0．7
A 23 7 23．5 54．2 54．6
B 24．5 25．2 5．5．4 54．6
C 25 O 24．4 53．3 53．8
△A 0．O 0．0 0．0 00
第2次 △B 0 3 0O 00 0．3
△C 0．0 0．0 0．0 0．0
A—B 1．0 O．8
A—C 0 9 0 8
B—C 01 I．6
A 23．5 23．4 53 6 53．8
B 25 8 26．2 60-4 59．5
C 25 0 24．4 59．O 59．5
△A O．O 0．0 03 0．0
第3次 AB 0．O O．3 0．0 00
△C O．0 0．0 0．0 0．0
A—B 2．4 6．6
A—C 1．O 5 7
B-C 1．4 0．9
A 23．9 23．7 59．7 60．1
B 24．7 25．O ?。甀 59．3
C 25．1 24．6 60．4 60．8
△A 00 O．0 O．5 0．4
第4次 AB 0l0 0-4 0l0 0l0
△C 0．0 0．0 00 00
A—B 1．0 0．0
A—C 0．9 0．7
B—C 0 t 0．7
由此可知，該開關合閘同期性非常差，試驗數據的離
1 1 0 1 WWW．chinaet．net I中國電工網
散性也非常嚴重，其中一次還超過了5ms(國標要求)。變
壓器高壓側開關三相同期性不好，合閘過程中將因非同期
合閘而產生操作過電壓。
4故障原因分析
(1)變壓器可近似看作一個大的電感元件， 流過其中
的電流不能突變。合閘勵磁涌流可達額定電流的6～8倍，
衰減時間長達十幾秒；223開關操作同期性較差，非同期
合閘加上較大的勵磁涌流，使操作過電壓水平急劇抬高。
113開關的C相斷口絕緣桶質量低劣，長期運行后絕緣老
化，在過電壓作用下發(fā)生先導放電，經過一段時間后被擊
穿，開關內部燃弧，壓力劇增，隨即噴油爆炸，繼而導致
相間短路。隨后，變壓器差動、母線差動保護正確動作切
除故障。
(2)負荷較大時， 滅弧室內接觸不良處開始大量發(fā)
熱，導電桿頭和滅弧觸指長期過熱老化，導電性能和機械
性能降低，致使接觸電阻進一步增大，形成惡性循環(huán)。
(3)斷路器兩邊相滅弧室安裝孔尺寸過大，定位不
準，易發(fā)生位移。
(4)現場安裝時，固定螺栓未達到安裝要求。運行
后，斷合開關時機構產生的強烈震動導致固定螺栓進一步
松動，滅弧室發(fā)生微量位移，縮短導流桿的有效行程，上
下觸頭不能有效接觸， 電阻增大。
5改進建議
(1)更換113開關、223開關為額定電流、開斷短路電
流較大的新型SF6斷路器，采用彈簧操作機構，以減少故
障幾率和維護量。該類型的老舊斷路器需提前1年進行大
修。
(2)調整開關上下導電部分對接的安裝精度，壓緊螺
栓彈簧墊片，以期機械強度達標。
(3)遇有停電機會，對同類型開關回路電阻、機械操
作和機械特性進行試驗及分析，對存在本體位移、回路電
阻和機械特性超標等現象的開關，應及時檢查其滅弧室固
定螺栓緊固情況。
(4)鑒于223開關質量非常不可靠，多次發(fā)生液壓機
構滲漏、電磁鐵銜鐵剩磁等影響操作的缺陷，運檢單位需
提高相關設備維護和檢修質量，確保開關正常運作。
(5)加強開關滅弧室紅外測溫工作，發(fā)現問題及時處
理，以防發(fā)生滅弧室爆炸等惡性事故。
(6)開關滅弧室安裝孔采用定位精度高、直徑較小的
圓孔，以免發(fā)生位移。
參考文獻
[1]薄海旺，萬軍彪，陳建生．一起110kV開關爆炸事故分析EJ]
江西電力，2009，33(1)：46—48

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