12月13日，市中變發(fā)生了10千伏101開關(guān)爆炸4次的故障，由于變電站位于市中心，雖然故障發(fā)生在夜間，并且由于處置及時，沒有影響對外供電，但還是引起了高度重視，認真分析問題，采取有效措施，防患于未然非常必要。

1 故障前運行方式

110千伏市中變由110千伏中順7Y8線（經(jīng)母聯(lián)710開關(guān)）向1號主變供電、110千伏741開關(guān)處于熱備用狀態(tài)，1號主變供10千伏I段和II段母線，跳閘前全站負荷1萬千瓦。10千伏I段母線有一組消弧線圈，補償電流91安培。

110千伏市中變接線圖

• 市中變101開關(guān)柜型號：KYN 27-12，出廠日期為2009年9月，投運日期 ：2009年12月；
• 市中變101開關(guān)型號：HVX 12-31-40E 275，出廠日期為2009年6月，投運日期：2009年12月；
• 市中變保護裝置型號：低后備保護為NSR 695 RF,高后備保護為NSR 685 RF，備自投裝置為NSR 641 RF。

2 故障情況

2.1 繼電保護動作情況

12月13日23時39分至41分之間，市中變10千伏101開關(guān)發(fā)生4次爆炸，經(jīng)調(diào)度監(jiān)控和現(xiàn)場保護裝置以及現(xiàn)場監(jiān)控錄像綜合還原事故經(jīng)過如下：

保護裝置動作情況1

保護裝置動作情況2

保護裝置動作情況3

2.2 故障經(jīng)過分析

23時39分16秒10千伏中大116線路上發(fā)生單相接地故障，10千伏發(fā)生弧光接地過電壓，造成市中變開關(guān)柜內(nèi)部絕緣薄弱點101開關(guān)上樁頭（與10千伏I段母線相連）或該處觸頭盒發(fā)生絕緣擊穿，發(fā)生第一次爆炸，1號主變10千伏101開關(guān)保護動作，切除故障點，但此時開關(guān)下樁頭（與1號主變相連）仍然帶電運行。

23時40分16秒。第一次爆炸101開關(guān)柜產(chǎn)生的缺陷嚴重，經(jīng)過約1分鐘，故障蔓延至開關(guān)下樁頭發(fā)生短路，發(fā)生第二次爆炸。市中變1號主變高后備保護動作，由于母聯(lián)710開關(guān)因控制回路故障（正常運行情況下，沒有控制回路狀態(tài)指示）未動作，電源上級市東變7Y8線路保護動作跳開（市東變7Y8線路保護：1820ms距離III段ABC三相短路動作。）切除故障點。

23時40分20秒，市東變7Y8線路保護3380 ms重合一次；發(fā)生第三次爆炸。5736 ms市東變7Y8線路保護距離III段永跳，測距7.1公里（線路全長6公里），切除故障點。

23時40分26秒，由于市中變備自投裝置只接了2QD11-閉鎖橋（母聯(lián)710開關(guān)）備自投，而2QD13閉鎖線路備自投接線未接。所以，110千伏備自投裝置動作，110千伏中西741線開關(guān)合閘，發(fā)生第四次爆炸。1號主變高后備保護動作，切除故障點。

3 故障處理及原因分析

3.1 及時調(diào)整運行方式

故障發(fā)生后，配調(diào)及時調(diào)整10千伏系統(tǒng)運行方式，啟用拉手開關(guān)將市中變負荷全部轉(zhuǎn)移到其它變電站供電。

3.2 進行相關(guān)試驗

運行和檢修人員及時趕到現(xiàn)場后，對故障設(shè)備進行隔離，并對市中變1號主變進行了絕緣、直流電阻、介質(zhì)損耗、電容量、繞組變形、低壓空負載、絕緣油色譜分析等試驗，實驗結(jié)果正常，1號主變當晚23時左右恢復供電（供10千伏II段母線）。

對市中變10千伏II段母線電容電流進行了測量，為100安培。

3.3 現(xiàn)場檢查

3.3.1 繼電保護人員

對開關(guān)保護裝置進行檢查，對備自投邏輯進行試驗。

3.3.2 運行人員

對開關(guān)柜室環(huán)境濕度進行了測量，當時濕度大于90%。開關(guān)柜內(nèi)的加熱器處于自動投入狀態(tài)，當環(huán)境濕度大于70%時加熱器自動啟用；同時對電溝內(nèi)積水情況進行檢查發(fā)現(xiàn)沒有積水，相對來說還比較干燥。檢查發(fā)現(xiàn)開關(guān)柜后柜內(nèi)的防火封堵均處于良好狀態(tài)。

3.3.3 檢修人員

對10千伏I段母線進行了開倉檢查，發(fā)現(xiàn)與101開關(guān)柜相鄰接的中金115、中大116、中希I 971開關(guān)柜倉底部存在水團。

會同開關(guān)柜廠家技術(shù)人員對101開關(guān)進行檢查發(fā)現(xiàn)B相真空包損壞最嚴重，推測故障起點可能在開關(guān)上樁頭（與10千伏I段母線相連）或該處觸頭盒，但現(xiàn)場經(jīng)過4次爆炸，很難確定。

另外經(jīng)現(xiàn)場測量10千伏母線倉內(nèi)的10千伏套管爬電比距為300mm（150+150），大于規(guī)定值240mm，滿足要求。

3.4 故障原因

3.4.1 10千伏電容電流補償不足，容易發(fā)生過電壓。

市中變10千伏II段母線電容電流為100安培，I段母線因故障未能檢測，根據(jù)配調(diào)提供的市中變10千伏I段正常帶的負荷情況，架空線路（絕緣導線）10公里、電纜（240mm2）34公里，理論計算電容電流為65安培，而市中變只有I段母線上有一組消弧線圈，最大補償電流只有91安培，通過補償后仍有74安培的電容電流，遠遠大于規(guī)程規(guī)定的30安培，容易發(fā)生弧光過電壓。

3.4.2 開關(guān)柜運行環(huán)境濕度大，易凝露放電。

從現(xiàn)場開關(guān)柜母線倉檢查發(fā)現(xiàn)的水團，推斷濕度大也是此次故障的原因，故障時當天是雨天，同時該站地勢較低，本身濕度也大。

3.4.3 10千伏出線116中大線發(fā)生單相接地，引發(fā)10千伏母線過電壓，造成絕緣薄弱點擊穿。

經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)故障點在116中大線2-9號桿，線路避雷器發(fā)生爆炸。

3.4.4 市中變110千伏母聯(lián)710開關(guān)因控制回路故障和備自投設(shè)計接線存在問題導致高后備保護動作沒有閉鎖備自投造成后面3次爆炸發(fā)生。

4 對策

• 1）擴建2號主變及其低壓側(cè)開關(guān)柜，增加市中變供電可靠性。
• 2）市中變新增10千伏2號消弧線圈，增加電容電流補償能力，抑制過電壓產(chǎn)生。
• 3）市中變10千伏開關(guān)室，安排增加空調(diào)除濕裝置，在10千伏I段母線開關(guān)柜后倉處加裝冷凝除濕裝置。
• 4）市中變增加高后備保護動作閉鎖備自投2QD13接線，實現(xiàn)1號主變高后備閉鎖線路備自投功能。
• 5）市中變利用備自投裝置功能，實現(xiàn)母聯(lián)710開關(guān)正常運行控制回路狀態(tài)顯示。
• 6）開展變電站電容電流普測工作，對電容電流超出規(guī)定的加裝消弧線圈。
• 7）開展變電站開關(guān)柜等加熱裝置和除濕裝置運行狀況檢查。

 5 結(jié)語

經(jīng)過落實一系列措施，市中變運行穩(wěn)定，公司系統(tǒng)其它變電站也沒有發(fā)生同類問題。

本文編自《電氣技術(shù)》，原文標題為“一臺開關(guān)柜發(fā)生四次爆炸的故障分析”，作者為杜西祥。