高压厂用变压器低压侧共箱母线故障导致停机的事故分析

秦卓欣

(山西漳山发电有限责任公司，山西长治　046021)



高压厂用变压器低压侧共箱母线故障导致停机的事故分析

秦卓欣

(山西漳山发电有限责任公司，山西长治046021)

摘要:研究了一起高压厂用变压器低压侧共箱封闭母线故障导致停机的事故，通过事故处理及录波分析，得出共箱封闭母线盖板密封不严、母线绝缘体受潮是导致低压侧边相对地放电、机组全停的直接原因，并从运行方式、设备维护等方面提出了防范措施。

关键词:共箱封闭母线;单相接地故障;受潮;室温硫化硅橡胶;母线伴热

1　事故及机组情况概述［1］

某火电厂#3机组运行中发生一起高压厂用变压器(以下简称高厂变)低压侧共箱封闭母线故障，导致发电机变压器组(以下简称发变组)“高厂变A分支零序过流t1，t2”保护动作、机组非计划停机。

该厂500 kV电气主接线采用1台半断路器接线，机组为600 MW直接空冷机组，设有1台高厂变和1台高压公用变压器(以下简称高公变)，设有2 段10 kV厂用工作母线，由共箱封闭母线连接至支接于发电机出口的分裂结构高厂变(容量为63～35 MV·A)低压侧，为10 kV机组、锅炉厂用负荷供电。另有2段10kV厂用公用母线，与支接于#3，#4发电机出口的双卷结构高公变(容量为31.5 MV·A)低压侧相连。发变组保护采用双重化配置，分别为国电南自凌伊电力自动化有限公司的DGT系列和美国通用电气公司的UR系列保护装置。

2　事故经过

事故当日03: 54: 00，#3机组带负荷397 MW，#3高厂变带10 kV工作A，B段运行，#3高公变带10 kV公用A段运行，运行中#3机组跳闸。#3发变组保护第1套B屏、第2套D屏发“高厂变A分支零序过流t1”“高厂变A分支零序过流t2”信号，非电量E屏发“热工保护”“励磁系统跳闸”保护信号。

3　事故处理

(1)事故当日06: 20: 00，整体测#3高厂变低压侧母线绝缘情况为A分支母线对地绝缘电阻0 MΩ，B分支母线对地绝缘电阻120 MΩ。

(2)逐一打开#3高厂变低压侧A分支共箱封闭母线盖板，发现内部受潮现象严重，母线出墙垂直位置A相一支撑绝缘板有明显放电痕迹。拆除受损绝缘板，测母线绝缘情况为A分支母线对地绝缘电阻15 MΩ，B分支母线对地绝缘电阻130 MΩ。

(3)联系运行人员投入#3高厂变低压侧A，B分支、#3高公变低压侧共箱封闭母线伴热。将#3高厂变低压侧A，B分支、#3高公变低压侧共箱封闭母线上部及垂直位置的盖板全部打开，清理内部母线及支撑绝缘板，对共箱封闭母线垂直位置盖板与共箱封闭母线壳体结合部分用玻璃胶进行密封，预防潮气入侵。

(4) 13: 00: 00，#3高厂变低压侧A，B分支、#3高公变低压侧共箱封闭母线检查完毕，测母线绝缘情况为A分支母线对地绝缘电阻250 MΩ，B分支母线对地绝缘电阻2 500 MΩ，10 kV公用A段母线对地绝缘电阻900 MΩ。

(5)耐压测试合格，相关处理工作结束［2］。14: 07: 00，#3机组并网。

4　事故分析

4.1故障录波分析

#3机组高厂变A，B分支零序保护定值见表1，2套保护相同，变比为50/1。

表1　#3机组高厂变A，B分支零序保护定值

调取故障录波器文件，可以看到在事故发生前，#3机组高厂变A分支A相电压为52.93 V，低于正常电压，已经存在事故隐患。事故发生时A分支A相电压下降至10.67 V，B相电压上升至86.73 V，C相电压上升至88.41 V，A分支零序电流增至1.54 A，已达到分支过流保护定值。三相电流取自工作进线开关下口，故障前、后不变，如图1所示。#3机组高厂变为中阻接地方式，电压、零序电流变化符合A相单相接地故障表现形式。

故障发生后，#3发变组保护B，D屏显示“高厂变A分支零序过流t1”保护动作，跳开10 kV工作A段工作进线开关。开关跳闸后A分支零序电流仍然超过整定值，故障未切除。#3发变组保护B，D屏显示“高厂变A分支零序过流t2”保护动作，跳开500 kV边、中断路器，跳开10 kV工作B段、公用A段工作进线开关、灭磁开关，#3机组全停，如图2所示。10 kV工作A段工作进线开关跳闸后故障仍然存在，说明故障点位于A分支至进线开关共箱封闭母线处。

4.2故障原因分析

故障点位于A分支共箱封闭母线室外垂直布置A相处，如图3所示，与录波分析一致，保护正确动作。分析故障原因有以下几点。

图1　3A段母线电压、电流录波图

图2　开关量录波图

(1)机组高厂变、高公变低压侧共箱封闭母线在设计、安装方面存在缺陷:一方面是其位置处于空冷岛下方;另一方面是其方箱的检查孔盖板原设计未安装密封垫，导致密封不严。在空冷岛散热器进行冲洗、喷雾工作时，或遇到大雨、大雾天气时，由于未采取有效的防护措施，部分水会渗入共箱封闭母线内，引起母线绝缘护套及绝缘支撑板受潮。母线绝缘护套对接存在缝隙，保护套与绝缘支撑板相接触而受潮，导致10 kV厂用工作母线A分支A相对共箱封闭母线外壳放电，进而导致发变组保护动作、机组全停。绝缘护套采用2个半圆弧对接，在事故中对接缝隙处的放电痕迹较严重，如图4所示。

图3　高厂变低压侧A分支共箱封闭母线故障点

图4　母线绝缘护套与绝缘支撑板放电痕迹

(2)机组采取的运行方式为:在机组停运期间投运母线伴热，在机组运行期间不投运母线伴热。由于在厂用电负荷较低时，母线电流较小，发热量较少，同时由于该地区昼夜温差大，盖板封闭不严，夜间潮气进入，都会造成共箱封闭母线绝缘体表面结露，进而引发母线对地放电。

(3)共箱封闭母线的绝缘护套和绝缘支撑板存在一定质量问题，可能引起绝缘能力降低。

5　防范措施

为彻底消除隐患，避免同类事故再次发生，采取了以下防范措施。

(1)利用检修机会，对全厂6，10 kV共箱封闭母线所有盖板缝隙粘贴密封条，防止由于进水或内部受潮造成短路接地。室外垂直布置的10 kV工作母线和公用母线在本次事故处理中已临时覆盖玻璃胶进行封堵，另加装铝皮(或铁皮)防护罩。对主变压器、高厂变、高公变的封闭母线和变压器连接处采用室温硫化硅橡胶(RTV)伞裙粘贴封堵。

(2)加强母线伴热装置投运管理，根据天气、负荷等情况适时投运［3］。

(3)对所有室外部分的共箱封闭母线绝缘支撑方式进行改造，将绝缘板支撑改为瓷绝缘子支撑，在绝缘支撑上喷涂RTV，防止绝缘支撑吸潮。在共箱封闭母线出、入口设排潮口，加装硅胶呼吸器，及时排出潮气。

(4)针对共箱封闭母线的绝缘护套和绝缘支撑板质量问题，对封闭母线的绝缘护套和绝缘支撑板分别喷涂FR60有机硅阻燃导热高压绝缘涂料，在绝缘护套2个半圆弧对接的缝隙处采用RTV填充，提高绝缘材料的防潮、憎水和耐老化能力［4－5］。

(5)在封闭母线方箱上加装防护罩，一方面防止进水，另一方面防止高空坠物将封闭母线方箱击穿，造成母线短路。

6　结论

共箱封闭母线在设计、安装上的缺陷导致母线绝缘体受潮，是造成本次事故的主要原因。针对故障原因提出了封堵、伴热、防潮等防止母线绝缘能力降低的措施，取得了良好的治理效果，全厂未再发生同类型故障。

参考文献:

［1］侯保军，史永果.封闭式共箱母线的应用［J］.电气时代，2009(1) : 94－96.

［2］金属封闭母线: GB/T 8349—2000［S］.

［3］段薇薇.一起启备变低压侧共箱母线故障的分析及处理［J］.硅谷，2013(9) : 90.

［4］贺晓华.330MW发电机组共箱母线故障的分析及对策［J］.宁夏电力，2008(3) : 31－33.

［5］刘成，包龙卿，王洪见.浅谈如何提高共箱封闭母线的绝缘性能［J］.科技情报开发与经济，2010，20(31) : 199－200.

(本文责编:弋洋)

秦卓欣(1985—)，女，山西长治人，工程师，工学硕士，从事电厂电气设备管理与维护工作(E-mail: qinzhuoxin@ zsepower.com.cn)。

作者简介:

收稿日期:2015－11－27;修回日期:2015－12－28

中图分类号:TM 621

文献标志码:B

文章编号:1647－1951(2016)01－0042－03