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一起电容器组真空断路器爆炸事故分析和预控(2)

北极星电力网技术频道    作者:何满棠,梁伟民,刘润权   2012/7/12 14:43:56   

5) 检查电容器组,发现B 相B14 的保险丝熔断,测量容值及进行耐压试验均合格。

3 事故原因分析

电容器组在送电时,因B14 保险丝熔断而产生差流,该电容器组采用的差流保护动作,使开关立即跳闸[2]。在分闸的过程中,C 相真空泡因未能熄灭电弧( 从内部严重烧伤可知) ,导致灭弧室爆炸,并引起上支架处三相断路。由故障录波可知,当时断路电流为24 kA,巨大的断路电流导致上支架接触面灼伤,并从外部烧伤A、B 相真空泡,但未能破坏其内部。

可以明确,事故是从C 相真空泡未能有效灭弧开始的,且根据开关在分位可知,真空泡未能熄灭的是跳闸时的电弧。造成灭弧失败的可能原因有: ①真空度下降; ②分闸时触头反弹幅值过大。该开关在2009 年做了耐压试验并合格,由此可见,触头反弹幅值过大引起的机率较大。另外,电容器通过的是容性电流,根据灭弧的特性,真空开关熄灭容性电流要比感性电流困难许多[3]。

4 预控措施

本开关从1998 年投运至今已有13 年,其间未进行过技改或更新,设备老化严重,性能下降明显。因为电容器是10 kV 同类设备中投切最频繁、开关分合次数最多的设备[4],且真空泡每次熄灭的容性电流都要比线路的感性电流困难得多。因此,长年严酷运行,在其性能下降后也没能及时发现,是造成这次事故的原因。为避免同类事故发生,我们认为有必要对电容器组开关采取以下预防措施:

1) 针对电容器开关目前的运行状况,进行综合评估,尤其是投产超过一定年限的。真空断路器正常操作的机械寿命、电气寿命都为10 000 次[5],此电容器开关运行13 年,以平均每天操作3 次计算,分合次数已达3 × 365 × 13 = 14235 次,远超过了规定的次数。另外,目前有很多记数器已经损坏,需要进行调查和处理,以获得准确数据,为设备评估作参考。

2) 在做机械特性测试时除常规项目外,还应重点包括分闸反弹项目。目前,我们的交接、预试项目中只有合闸弹跳时间,没有分闸反弹幅值。而根据DL /T 402—2000《12 kV ~ 40. 5 kV 高压真空断路器订货技术条件》中第6. 4. 1 条规定[6],“真空断路器……的机械特性试验,包括分、合闸时间、合闸弹跳时间、分闸反弹幅值……”,按照规定,不同型号、不同厂家的真空泡分闸反弹幅值不尽相同,但一般来说幅值应不超过触头开距的30%[7]。对电容器组的开关来说,由于真空泡开断的是容性电流,比熄灭一般线路的感性电流要困难得多,如果分闸时触头反弹过大并超过规定值,就会因为拉弧不够或电弧重燃而造成的灭弧失败,进而导致真空泡爆炸[8],因此我们必须要重视分闸反弹的测试,确保此项合格。

3) 检查缓冲器的性能状况。缓冲器的作用是吸收开关分闸时过剩的能量,否则分闸拐臂就会与机构发生硬性碰撞,这是导致触头反弹的主要原因[9]。由于运行的时间过长,且缺乏维护,部分缓冲器已失效,因此必须要认真地检查与维护,确保其功效良好。

4) 重视灭弧室的真空度测试。在南网《电力设备预防性试验规程》[10]中第7. 3 条明确规定,电容器开关灭弧室真空度的测量周期为3 年一次。虽然目前可通过耐压试验来代替,但耐压试验只是定性,不能定量反映真空度,即在真空度临近不合格时,耐压试验同样可以通过,却不能反映真空度已临近不合格这一状况[11],此时,分闸操作如果再诱以触头反弹过大等因素,就会造成灭弧失败的事故。

5) 测量触头磨损量,主要针对电容器开关熄灭容性电流困难、对触头烧损严重、防止开关在合闸状态时触头发热。

6) 测量回路电阻值,主要是检测动静触头的接触情况。

5 结语

目前,我们对电容器组开关的检修维护、验收预试等都保持着与普通线路开关同等的要求,各种相关规程上也没有加以注析区别对待,存在着一定的不合理性。考虑到电容器组在东莞负荷重区频繁投切的工况,结合真空开关熄灭容性流比感性电流困难的特点,我们提出了一系列针对电容器组开关故障频发的预控措施,以提高电容器组运行的安全可靠性。

参考文献:

[1]吴高波,阮江军,黄道春,等. 多断口真空断路器均压电容研究综述[J]. 高压电器, 2011, 47( 3) : 77-81.

[2]张雄伟. 并联电力电容器保护[J]. 电力电容器与无功补偿, 2008, 29( 6) : 46-48.ZHANG Xiong-wei. Protection of shunt power capacitor[J]. Power Capacitor & Reactive Power Compensation,2008, 29( 6) : 46-48.

[3]刘天哲. 电容器无功补偿装置的配置、安装和故障处理[J]. 电力电容器, 2006, 27( 3) : 1-2,5.LIU Tian-zhe. The arrangement,installment and faulttreatment of capacitor installation for reactive power compensation[J]. Power Capacitor, 2006, 27( 3) : 1-2,5.

[4]容亮,陈作兵. 电力电容器在电力系统中的使用综述[J]. 电力电容器, 2006, 27( 5) : 49-53.RONG Liang,CHEN Zuo-bing. The overview of power

来源:电力电容器与无功补偿
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