那吉电厂913开关过电压保护器故障分析

陈健

摘 要：文章以那吉电厂为例，对其913开关过电压保护器中存在的故障分析，分析原因主要是氧化锌阀片通流量过大，引起电容变值，从而诱发了系统发生谐振，而过电压保护器中性点没有接地，使其工况恶化，出现三相短路，从而导致出现柜内过电压保护器发生爆炸。

关键词：电厂；开关；过电压保护器；故障

中图分类号：TM862 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2018）11-0113-02

Abstract： In this paper， taking Naji Power Plant as an example， the fault analysis of its 913 switching overvoltage protector is made. The main reason is that the passing flow of zinc oxide valve is too large， which causes the change of capacitance， which induces the resonance of the system. But the neutral point of the over-voltage protector is not grounded， which makes its working condition worsen and the three-phase short circuit appears， which results in the explosion of the over-voltage protector in the cabinet.

Keywords： power plant； switch； overvoltage protector； fault

1 故障概況

2011年2月10日下午14时16分，随着一声巨响，上位机显示10.5kV 913开关、400V 431开关同时跳闸，并发出“3#厂变保护动作”信号，屏幕显示400V厂用三段电源消失。值班人员赶往故障现场时发现913开关柜冒烟，柜内过电压保护器发生爆炸。

事后，经维护人员将过电压保护器拆除时，发现保护器三相高压接线端子出现灼伤脱落，A相和C相装置外壳被炸开，B相外壳也有一道8厘米的裂痕，A相阻容吸收装置的一个电容模块被炸飞。

在对#3厂用变保护装置检查时发现过流保护动作，A、B、C三相电流分别为8765A、8755A和8760A，从数据上可以判断913开关出线发生了三相短路。

2 故障分析

2.1 故障设备情况

故障设备为TCL明创（西安）有限公司生产的FGB型复合式过电压保护器，型号：FGB-10P，额定电压：10kV，工频放电电压为16kV。设备的系统接线图及保护器原理接线图如图1、图2。

2.2 10.5kV母线II段发生谐振过电压

在#3厂变保护动作前两秒，监控系统发“10.5kV母线II段消谐装置告警”信号，事后经查询录波装置，发现故障时波形如图3所示。

从录波图中可以看出，在a处和b处，10.5kV母线A相和C相出现了充放电的波形，即A相和C相发生了谐振，在c处，10.5kV母线ABC三相发生谐振，三相电压同时增高，产生谐振过电压，其中C相电压最高，最高处达到了17.64kV，是相电压的2.9倍。FGB-10P过电压保护器的工频放电电压为16kV，因此在c处，C相氧化锌阀片导通放电。

2.3 产生谐振的原因

一般在10kV系统，当系统发生单相接地，开关合闸，发生雷电等干扰时，容易引起谐振过电压现象。故障发生时，无开关操作，无大气过电压，厂用400V III段供2号机组机旁盘，无特别操作。那么10.5kV母线II段是如何产生谐振的呢？

当过电压保护器不接地时，其电路接线变成图4。

假如氧化锌阀片质量很好，处于理想状态，则加在电容器两边的电压为0，事实上由于氧化锌阀片有一定的通流量，因此加在电容两边的电压不为0，当氧化锌阀片的质量不是很好，通流量比较大时，加在电容两边的电压将会增大，极限状态下等于线电压。而电容长时间处在高压状态下，有变值的可能，当电路中电容和电感比例达到谐振条件时（XL-XC=0），就会产生谐振。

结合录波图，显然首先是AC相之间发生了并联谐振，之后随着电路参数的变化，在c处三相同时发生了谐振，最终导致氧化锌阀片全导通产生了三相短路故障。

3 总结

3.1 故障的直接原因

导致故障的直接原因是氧化锌阀片通流量过大，引起电容变值，从而诱发了系统发生谐振，而过电压保护器中性点没有接地，使其工况恶化，导致三相短路的严重后果。

3.2 防范措施

（1）检查10kV系统其他过电压保护器中性点接地情况。

（2）采用性能更稳定的设备。

（3）加强设备管理，按要求对设备进行预防性试验。

（4）检查设备管理上存在的漏洞，贯彻落实各项制度要求。

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