10 kV线路故障的后台监控系统报警信息分析

2013-03-04王慧东吴国玲

化工进展 2013年1期

王慧东，吴国玲，张雷，4

（1 辽宁大唐国际阜新煤制天然气有限责任公司，辽宁阜新123000；2 辽宁省煤制天然气工程技术研究中心，辽宁阜新123000；3 辽宁省煤制天然气工程研究中心，辽宁阜新123000；4 辽宁大唐国际阜新煤制天然气有限责任公司企业博士后科研基地，辽宁阜新123000）

变电所后台监控系统不仅可以通过画面编辑系统把所有电气设备的断路器、隔离小车、接地刀闸等变位状况通过后台监控系统上传给值班员，而且能够把各种遥测、遥信、遥控等量值通过对时精度为ms级的GPS卫星对时系统准确地上传给值班员。值班员通过报警、事件记录、保护信息等窗口完成对所有上传信息的监视和测控等工作，同时可以点击与动态数据链接的图元来实时控制系统的运行。

1 事故概况及经过

由于变电所后台监控系统具备上述功能，假如66 k V变电所发生两条10 k V馈出线路同时跳闸，则故障原因的分析和查找就能顺利完成。有的变电所10 k V馈出线路有几十条，如果只通过中央信号系统报警，再根据指示灯和光子牌查找对应跳闸回路以及跳闸原因，势必耽误查找断路器跳闸原因时间，尤其是在多回路同时跳闸时，更是无从下手查找是哪一条10 k V回路先跳闸。

基于上述原因，在这里本文借用石化系统的某一66 k V变电所10 k V馈出线路曾经发生的问题来说明一下，66 k V变电所两条10 k V回路跳闸表现为10 k V高压室发出电气短路崩开声音，同时有玻璃震碎、冒烟以及刺鼻的电气绝缘设备烧焦的气味等现象。后台监控系统退出相关画面不时闪动，同时通过报警窗口打出各相关装置动作的具体时间和动作原因的文字报警信息，报警信息缩略如表1。

表1 告警窗口

根据报警窗口中的时间、文字可推测最近时间段那些馈出回路及其相关电气设备出现异常情况，并认真核查报警窗口。筛选表1中报警中的主要信息，发现10 k V厂区1＃线断路器跳闸，10 k V厂区2＃线断路器跳闸，比较断路器跳闸时间，发现10 k V厂区1＃线断路器跳闸早于10 k V厂区2＃线断路器跳闸时间。到10 k V高压室查看，发现10 k V厂区1＃线开关柜后柜门被鼓出，同时有烟气及刺鼻气味冒出，断路器已经跳闸。摇出开关小车，经验电器验电该出线侧无电，合上接地刀闸，打开前后所有柜门，吹走烟气，用抹布擦净相关设备，发现10 k V厂区1＃线开关出线一相避雷器炸裂，同时其它两相避雷器和两相电流互感器也有不同程度的损伤，电缆头三叉口处有烧焦现象。

2 事故原因分析及处理

根据有关两个断路器跳闸报警信息时间，发现10 k V厂区1＃线断路器跳闸早于10 k V厂区2＃线断路器跳闸，10 k V厂区1＃线开关柜损伤较严重，短时间不能送电，而10 k V厂区2＃线开关柜没有任何损伤，查明跳闸原因后，即可以送电。10 k V厂区2＃线跳闸动作于过流一段，可能是电缆线路发生了相间短路。于是派人从变电所出发沿10 k V厂区2＃线电缆桥架巡视线路。结果在线路中间发现有施工的吊车压坏道路发生倾斜，致使吊臂碰到10 k V厂区2＃线电缆桥架，使电缆桥架发生严重变形，打开电缆桥架上盖，发现其中一条电缆有破损现象，马上做好该回路的技术措施和组织措施，叫外线班电工处理该电缆故障，在该电缆故障处做中间接头并装盒。经过高压电缆试验，完全符合要求。然后10 k V厂区1＃线线路一次送电成功。10 k V厂区1＃线线路和10 k V厂区2＃线线路所在10 k V系统如图1所示。

图1 10 k V系统图

10 k V厂区2＃线运行正常后分析10 k V厂区1＃线线路开关柜故障情况。由于10 k VⅠ、Ⅱ段母线并联运行，因此10 k V厂区1＃线和10 k V厂区2＃线的跳闸有一定的联系。于是派人从变电所出发沿10 k V厂区1＃线线路电缆桥架巡视线路没有发现问题。经工作人员用清洗剂认真擦干净10 k V厂区1＃线线路开关柜内所有电气元件后发现，10 k V厂区1＃线开关柜出线侧电缆头三叉口处不仅烧伤较严重，而且有一裂口，像是刀伤。而10 k V厂区1＃线开关保护动作是过流一段动作，可能是在最初电缆头制作时安装人员位使用剥线钳等专用工具，使用电工刀切割导线绝缘层时，用力不适当切伤芯线或损坏绝缘层。没有发现该隐患而正常安装使用，经查资料该电缆头在投入运行前已通过试验并完全合格。是因为该电缆是交联聚乙烯绝缘电力电缆绝缘性能较好，伤口不深而且受伤处没有任何灰尘等杂质，由于试验为正常电缆试验，而不是破坏性试验，因此当时试验合格，运行人员才按规定投入该回路运行。根据后台监控系统报警信息，10 k V厂区1＃线断路器跳闸早于10 k V厂区2＃线断路器跳闸时间，说明在10 k V厂区2＃线发生相间短路之前，有一相先发生金属性接地。由于10 k V电力系统为中性点不接地系统，当有一相发生了接地，非接地相的对地电压由相电压升高为线电压，而发生金属性接地时，健全相的最大过电压为2.5倍发生金属性接地或稳定电弧接地相之前电压，未接地相系统电压瞬间升高，致使10 k V厂区1＃线有问题的电缆头三叉口受伤处高电压致使电缆绝缘击穿。发生相间对地短路，同时燃起电弧，短路电流弧光同时作用于氧化锌避雷器和电流互感器上，致使一相避雷器炸裂，其它设备也遭到不同程度的灼伤，而且同时发出大量的热浪鼓开了开关柜的后门，致使10 k V高压室附近玻璃震碎。原因找到后，工作人员马上重新给10 k V厂区1＃线线路电缆重新做头，更换避雷器和电流互感器，按规定试验合格后，投入运行，一次成功。

3 防止同类事故的措施

经过这次两个10 k V回路同时跳闸故障原因的分析，使我们得到以下教训：①做任何工作，从最初就应严细认真，不可一点马虎大意，如果安装时安装人员在制作安装电缆头时做到剥切导线的绝缘层时，应用专用剥线钳；②如果采用电工刀剥切绝缘层时，刀刃以斜角切割，没有损坏未剥部分绝缘层；③如果安装制作人员认真检查并及时发现该问题，10 k V厂区1＃线断路器就不能跳闸，也不能造成该线路所代装置大部分设备停机，给生产造成严重的影响，同时运行单位也应加强设备的验收过程管理，尽早介入施工单位的具体工作，确保验收工作不留死角，杜绝安全隐患的发生。