220kV变电站断路器的故障原因研究

220kV变电站断路器的故障原因研究

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摘要:220kV变电站运行过程中,受到人为、环境等因素的干扰,很容易出现故障,干扰了变电站的稳定性。220kV变电站运行变电运行的故障较为复杂,对电网供电的影响较大,必须有效解决变电运行的故障,才能保证220kV变电站处于安全、稳定的运行状态,所以本文重点分析220kV变电站变电运行的故障及处理。

关键词:220kV;变电站;变电运行;故障

电力系统运行的稳定离不开安全的输电线路,断路器作为高压开关设备,能够安全地切断故障线路中的过电流和过电压,有效地保护变电站及输电线路中的设备。但是当遭受雷击时,雷电的过电压会猛烈冲击断路器的耐受电压,造成断路器的爆裂。事故让人警醒,也让人反思,有效研究输电线路中断路器炸裂的事故,可以全面剖析事故过程,深入分析事故原因,对安全运行输电线路有着重大意义。采用实际勘查和图像分析的方式,可以从故障的痕迹中,直观地还原事故过程,有利于促进相关工作人员对雷击所造成断路器炸裂进行深入分析。并在对断路器故障的反思中,完善相关措施,保障输电线路的安全和稳定。

1220KV变电站断路器事故实例

2012年7月某日16:00左右,某电网一个供电局220KV开关遭到雷击,随即线路发生故障,该电站220KV的1号母线(W1)运作保护装置。在事故结束后,通过对线路的检查,发现了220KV甲线4730与断路器U相瓷瓶有明显放电及击穿痕迹,而V相存在轻微的放电痕迹,进行相关检查如下:①通过对220KV甲线4730断路器U相的仔细检查,发现瓷套的表面受到严重损伤,其上端位置和下端的接线板都有着放电的明显痕迹,尤其在瓷套的上端有着最为严重的缺损。②通过对220KV甲线4730断路器V相的仔细检查,又发现了有零星烧蚀痕迹的瓷套表面,并于上端位置接线板处有放电现象,痕迹较为明显。③220KV甲线4730断路器W相没有放电的痕迹,并且外观结构保持完整。④通过对220KV甲线4730断路器的三相的气体成分进行检查和分析,并无异常气体组成。⑤通过实验检测,发现220KV甲线4730断路器合闸绝缘、断口绝缘、导电回路3项电阻标准均为合格。⑥通过对录波图及雷电定位系统的核查,并进行了相关巡视,发现220KV甲线N60塔合成绝缘子U相均压环有严重击穿现象。

2故障原因分析及解决措施

2.1雷电波入侵及解决措施

在雷击入线路后,雷电波经由线路直接传入变电站,产生了巨大的过电压,致使断路器直接发生故障。由于220KV变电站甲线4730断路器和乙线4730在间隔之间都没有安装线路避雷器,所以雷电流可以轻松从线路传导中进入变电站。之后在断路器端口处形成了全反射电压,瓷瓶外的绝缘体受到大雨的干扰,在强大的过电压冲击下,引发了断路器故障。变电站在热备用状态下时,断路器缺少线路避雷器的保护,就会导致雷电波传入变电站并在断路器的断口位置形成电压全反射,并产生强烈过电压损害断路器绝缘。因此,多雷地区的变电站,应该提前在断路器的进线和出线两端装置避雷器,可以有效地抑制雷电波侵入,防止雷击事故的发生,同时也保证了变电站输电线路的安全输出。

2.2雨滴导致断路器故障及解决措施

雷电波传入变电站后,致使断路器整个触头及接线板之间的电压差逐渐增大,雨水的冲击大幅降低了断路器上下接线板的绝缘性能,在高电压作用下,形成了放电现象。研究中发现瓷瓶V相表面的烧蚀痕迹可以判断产生了放电现象,而从瓷套上零星的痕迹来看,证明了是雨滴的冲击所导致的放电产生,因此分析得出,雨滴是断路器故障的间接诱因。应该针对变电站各设备的安全运行情况实行定期检查,预防雨滴冲击导致放电,保证各相关设备安全稳定运行,防止事故发生;同时,在变电站内应建立检测核查机制,对电网运行方式,线路传输稳定性以及变电站数据进行相关统计和检测,并对变电站历年反措执行情况实施核查,及时根据变化情况落实具体的反措要求。

2.3未装置避雷器及解决措施

因为之前没有在线路侧装置避雷器,在当时线路由常规状态转换为充电备用状态时,落雷在击中线路后传导进入变电站,从而形成强烈过电压,导致故障发生。所以,没有提前进行线路避雷器的安装是故障发生的人为因素。加强变电站的管理:①要加强对变电站各设备的审核,要明确规定未装置线路端避雷器的非GIS出线间隔不能投产,把好对各设备质量要求的验收大关。②加强对项目的管理,要分配好站内员工责任,完善管理制度,促进变电站管理体系的系统化。③要加大新技术研发力度,积极引入新型设备,在科学的发展中与时俱进,促进变电站新技术水平飞跃。

3结语

上述220kv变电站断路器故障的原因是综合性的,既包括自然外力的因素,也表现出了管理制度等问题的人为因素。在对故障原因的剖析中,要结合实际过程,仔细勘察,并借助相关科学技术进行事故的还原。断电器发生故障一般是由于雷击产生的强烈过电压或是断路器的跳闸,变电站断路器应该提前安置避雷器,减小雷击等自然外力对变电站的干扰。同时,在人为因素上应该完善变电站的管理体系,加强对电路设备的研发和检查力度,促进变电站管理工作进步。

参考文献

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