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变电站直流故障分析及防止

2006-03-16   来源:《劳动保护》    热度:   收藏   发表评论 0

  变电直流是供操作、保护、灯光信号、照明和通讯等设备使用,应有良好的电压质量和足够的输出容量及运行稳定怀。直流电源在额定参数下稳定运行和其回路的完好,是保证变电站正常操作和保护装置正确动作的必要条件。在系统发生故障时,伴有直流电源和回路故障,将使保护装置不能正确动作,开关不能跳合,造成或扩大事故。从1988年至1998年的11年,湖南省电力系统共发生直流事故37起,平均生年发生2至4起。

    1 列举事故

    1.1 1992年2月17日,220KV酃湖变#2主变风冷装置全停跳闸。原因系主变风冷装置电源接至直流信号电源,运行人员因故取信号熔断器后,风冷装置失去电源,风冷装置全停保护装置延时跳闸。1996年又重复上述事故。

    1.2 1994年7月4日,100KV酃湖变10KV母线雷击,因#103蓄电池开裂,直流电阻增大,电压降低,致保护开关拒动,开关柜火烧连营,2台主变有不同程度的损坏。

    1.3 1996年1月13日,500KV云田变200KV二次交流电压回路6×14PT增设的中间重动继电器熔断器质量不良,造成二次交流失压,750MVA#2主变三侧跳闸,损失负荷360MW。

    1.4 1996年11月18日,110KV檀山湾变电站因10KV开关柜存在绝缘弱点故障,因蓄电池组充电容量不足,一直在欠容量下运行;二为熔断器上下级从幅值上和熔断时间上配合不当,最终导致了开关柜火烧连营,10台小车开关柜和#1主变烧坏。

    1.5 1997年6月4日,220KV榔梨变110KV线路故障,因直流分支信号回路短路,越级断开总控制电源自动小开关,使直流失压,站内保护装置瘫痪、拒动,由220KV线路对侧保护动作,全站失压。

    从上述列举的事故中,大部分事故使主变压器停运,致局部地区大面积停电;有的事故10KV开关柜火烧连营,主变压器严重损坏,给电网、主设备造成巨大的损失,有的甚至是难以估算的经济损失,严重地威胁着电力生产的安全,影响着工农业生产和供电的可靠性。

    2 事故原因分析

    为了吸取事故教训,制定防范措施,对湖南省电力系统共发生的37次直流事故原因从以下几个方面进行分析、讨论。

    2.1 按变电站电压等级分布分析

  110KV变电站直流故障造成或扩大事故达24次,占整个事故的64.9%,是最薄弱的环节,火烧连营也往往发生在110KV变电站,应引起特别注意。220KV、500KV变电站故障更不能忽视,因为电压等级越高,事故影响越大。

    2.2 按故障设备分类统计分析

     从设备故障次数统计,熔断器问题最多,这个最忽视的环节,必须高度重视。其它设备也不能轻视,尤其是电源设备,举足轻重,一旦故障,影响整个变电站。下面对故障设备原因分析如下:

    2.2.1 熔断器故障主要原因是:一是熔断器下级之间没有配合,分支回路的故障,造成总熔断器熔断,直流失压。这种事故统计有14次,占整个事故的38.7%;二是熔断器接触不良,有制造质量问题,也有运行维护不当,此原因造成扩大事故8次,占整个事故的21.6%。

    2.2.2 操作电源设备故障原因为:一是蓄电池维护不当,充电不足,容量下降,在事故中直流电压迅速下降,导致保护开关不能正常动作,扩大事故;二是电池容量不足,在同一时刻多条线路故障时,开关不能可靠动作,切除故障,导致越级跳闸;三是电源装置故障,处理时安全措施不力,引起保护装置出口跳闸。

    2.2.3 二次回路故障3次,原因为:一是设计质量不良,信号与控制回路不分,留下了事故隐患;二是运行、检修人员不熟悉设备,没有做好安全措施;三是没有吸取事故教训,没有制定反事故措施,造成同一事故在一个变电站重复发生;四是制造质量不良,光字牌短路,导致直流正极与跳闸回路二次线击穿跳闸。

    2.2.4 接触器故障4次,都是接触不良,反映出检修不注意工艺,质量不良。

    2.3 按技术分类统计分析,列表3如下:


    下面按技术分类分析原因。

    2.3.1 设计质量不良的主要原因是:

    2.3.1.1 上下级熔断器参数配置不当,主要问题是,一是分支熔断器特性是慢速的,总熔断器是快速的;二是分支回路是熔断器,总回路是自动小开关;三是一个变电站控制回路只有一个总溶断器,没有分支熔断器;四是熔断器熔丝上下级配合没有裕度。

    2.3.1.2 蓄电池容量不足,在同一时刻多条线路故障时,开关不能可靠动作,切除故障,导致越级跳闸。

    2.3.1.3 直流控制回路和直流信号回路、直流操作回路混在一起,导致退出信号电源时,保护跳闸。

    2.3.2 运行不当的主要原因是:

    2.3.2.1 运行人员不熟悉直流设备、回路,也不熟悉运行规程,操作有关电源设备时,没有做好安全措施,造成保护开关跳闸;

    2.3.2.2 对蓄电池检查不细,维护不够,充放电不正常,致使运行时容量下降,电压不足,在系统发生故障时,保护不能正常动作,开关不能跳闸;

    2.3.2.3 投入熔断器前,没有检查熔断座与熔断器是否可靠,导致部分熔断器接触不良,压降过大。

    3 防止事故对策

    3.1 应加强直流电源和回路的全过程管理,强化设计、安装调试、运行维护人员的责任心。从设计施工到变电站的直流改造工作,必须严格执行《电力系统继电保护及安全自动装置反事故措施要点》和有关设计规程的要求。直流电源容量的选择要满足事故时最大冲击负荷的要求。直流熔断器与相关回路配置应满足的基本要求是:消除寄生回路,增加保护功能冗余度。

    3.2 直流熔断器按正常负荷与保护动作时冲击负荷大小来配置,上、下级之间必须有配合关系,满足选择性要求。自动小开关与熔断器配合关系要经试验确定,熔断器之间的配合不但要满足幅值关系,也要满足时间关系(不同型号熔断器的熔断时间特性不同)。

    3.3 直流操作、控制和信号负荷,必须相对独立,经专用熔断器供电,严禁操作、信号电源回路接控制负荷,以免在操作、信号工作时,造成控制回路故障,防止事故的发生。

    3.4 低压交流回路与直流回路严禁共同电缆。

    3.5 加强运行维护管理工作。蓄电池必须按照现场运行规程进行维护,按时充放电,保证蓄电池的电压质量和容量。及时更换不合格的电池,保证蓄电池的正常运行。熔断器的接触部分应定期检查打磨保证接触部良好。对使用已久、接触不良的熔断器要及时更换,不能凑合勉强使用。

    3.6 所有的独立保护装置都必须有直流电源断电的自动告警回路。

    3.7 运行维护人员必须熟悉现场运行规程,在直流回路工作时,做好安全措施,防止保护装置误动。