某电厂110kV开关爆炸事件原因分析

某电厂110kV开关爆炸事件原因分析

莫振彥

广西桂茂电力有限责任公司

一、事件前电网运行工况：

110kV母线分段，#1、#2机组开机共带35MW，#3机组停机，#3主变中性点断开。

#3机组事件前运行方式

二、事件经过：

（1）6月19日14时00分，申请开#3机按水情带60MW。14时33分09秒，#3机组开机正常后，用#3主变110kV侧193开关同期并网，给定4.7MW有功负荷，远方听到约10秒的异常电弧声后发生爆炸。

检查发现14时33分14秒，#3机组强励动作；14时33分16秒，#3发电机变压器组高间隙保护、高零序过流1段保护动作，#3机事故停机；14时33分17秒，#3机组灭磁开关跳闸，励磁系统过压保护动作；14时33分26秒，#3主变110kV侧193开关跳闸，#3主变110kV侧193开关A相炸裂冒烟，灭磁柜过压保护装置快熔熔断6个。

#3主变110kV侧193开关A相爆炸后现场

#3主变110kV侧193开关爆炸后临近设备损坏情况

#3主变间隙放电支撑瓷瓶、#3机励磁系统压敏电阻损坏情况

三、关键设备试验数据如下：

1.同期装置

假同期试验1：

假同期试验2：

假同期试验3：

2.励磁系统试验数据如下：

3.主变及互感器试验数据正常

四、事件原因分析：

经查，事故开关上年度预防性试验各项数据均正常。

（1）差动保护未动作原因分析：

本次并网过程中主变产生的较高二次谐波，差动保护启动，但二次谐波分量闭锁三相差动保护，差动保护未动作。

谐波制动保护原理

#3发变组差动保护定值单

#3发电机二次谐波分量大于15%

（2）复合电压过电流保护未动作分析：

本次事件电流最大值IA=22A，UAB=100V，U2=5.8V，未达到复合电压过流保护动作定值，故复合电压过电流保护未动作。具体见下图：

#3机复合电压过流保护定值：

（3）高后备间隙和高零流保护动作原因分析：

故障录波图显示#3主变110kV侧193开关B相无电流，A、C两相电流存在故障电流，电流、电压不平衡产生零序分量，#3主变高后备间隙保护和高零流保护动作。查看录波情况：#3主变零序电流最大值达到36A。动作从达到定值2.5秒、3.8秒、4.1秒保护均有动作，并发出跳闸指令，开关未跳开,保护动作正确。

间隙及高零流保护定值

主变零序电流及主变高压侧零序电压

#3主变高后备保护装置动作情况

#3发电机电流情况

（4）同期装置并网录波图非同期原因分析：

同期装置经多次试验合格（见同期试验图），分析下图判断，标示处开关静触头导流弹片内卷，动触头对应位置烧蚀，开关蓄能装置未完全释放，可以判断开关合闸过程中静触头顶住动触头，导致开关合闸不到位，开关辅助位置接点在惯性作用下延时接通（或非完全接通），延时反馈至同期装置，导致录波合闸时间后延，造成同期装置并网录波图非同期假相。

（5）励磁系统过压保护装置击穿原因分析：

机组在#3主变110kV侧193开关并网后，B相未导通，机组非全相运行，负序电流达到10A，产生负序磁场，灭磁开关跳开但#3主变110kV侧193开关未跳开，转子过电压保护动作，压敏电阻过热烧毁。

机组负序电流情况

励磁系统过压保护动作

（6）#3主变110kV侧193开关爆炸原因分析：

上年度193开关进行过正常检修，检查开关操作机构无异常，开关特性等预防性试验，日常巡视#3主变110kV侧193开关未发现异常。

由事件发生后开关动静触头图片判断，标示处开关静触头导流弹片内卷，动触头对应位置烧蚀，开关蓄能装置未完全释放，结合前期发生的系统接地短路事件，可以判断，开关在系统接地短路故障时机械性能发生改变，静触头导流弹片生产疲劳现象，在后期多次并网合闸过程中进一步变形，本次并网合闸过程中变形达到临界点，顶住动触头，导致开关合闸不到位，跳闸回路开关辅助接点处于未接通或非完全接通状态，回路未通或电阻变大，跳闸线圈无电流或电流不足，开关保护动作时拒动，时间约11秒，拉弧时间过长，导致A相爆炸。

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