10kv箱式变电站并联电容器事故浅析及处理
1 事故现场情况
1.1,电容器组安装调试完毕投入运行,主变高压分头放置(第12档)107.25kV档,母线电压高压114kV,低压11.1kV,电容器电流450A。
巡视发现B相4#、6#电容器跌落,保护无反应。调度令退出运行,户外电容器发出强大爆炸声,检查发现2#、5#跌落,油箱鼓肚胀裂,变压器油喷洒满地。
2#电容器二只瓷套管炸断,碎片飞出击坏A相硬铝牌一户外支柱瓷瓶,网栏外房顶板日光灯管破碎。幸末伤人及其它设备。
事故时有一回10kV出线,速断保护动作跳闸。
事故后检查:Δ接地保护BY-4晶体管继电器没接上电源,安装没做整组模拟试验,等于没投入此保护。
安装的氧化锌(MOA)避雷器没装放电纪录器,不能判断动作与否。
八步-羊角山10kV线路长3.5km,末端针式瓷瓶击穿造成相间短路,出线速断跳开关。
检查其它无异常,更换两只损坏电容器。
1.2 主变高压分头放置额定110kV档,运行母线高压117kV、低压11.4kV,电容器三相电流480、485、480A,正常退出电容器,分闸过程中C相4#电容器爆炸,熔断,油箱鼓肚破裂流油。A相氧化锌(MOA)避雷器爆炸,电容器瓷套管碎片炸坏一只放电线圈瓷套。
事故后证实,安装时把A相氧化锌避雷器压力释放装置误做接地极、拆开发现不对又装回,破坏出厂密封,运行中受潮,过电压动作爆炸。
次电容器爆炸后找到开关产品说明书,ZN4-10G/630-12.5真空开关额定电流630安,还有一项指标,“开合单个电容器组400A”实际电容器电流480A,为允许值的1.2倍。发现错误,将8016kvar(每相8台)改为7014kvar(每相7台)。
氧化锌(MOA)避雷器加装放电纪录器。
处理好放电线圈,检查完毕投切6次正常。
1.3 主变高压分头放置(第15档)103.125kV档,运行母线高压115kV,低压11.2kV,7014kvar电容电流410A。又是正常退出电容分闸过程中A相1#电容器爆炸。箱壳破裂鼓肚喷油,瓷套管炸断,碎片飞出围栏外,幸好没伤人及其它设备。
事故后检查发现,A、B两相避雷器放电纪录器由前一天2走到3,C相仍为0。
1.4 除上述三起分闸引起电容器损坏事故外,正常运行中电容器开关无保护信号跳开关,与此同时一回星光化工厂10kV出线长1.2km线6#电弧炉变压器C相高压套管爆炸,引线烧断,B相套管烧伤,电弧引起BC相间短路,出线跳开关,本次事故谁为主导因素没办法分辨。
出现运行中电容器无信号跳开关,但10kV出线没异常,供回去正常。事故后检查保护掉牌正常,检查电容器三相对地绝缘电阻用2500伏摇表仍为200MΩ,供回正常。
2 事故原因浅析:
2.1 开关选择错误,容量小,又属代淘汰型号。
按电容器装置设计技术规程要求,电容器装置采用分闸不重燃,合闸不弹跳真空断路器,额定电流大于1.35倍电容器工作电流。设计选用型号时没有开关使用说明书,因开关设备属电容器厂家一起配套来也无校核。所配开关柜内ZN4-10G/630-12.5型开关(真空泡BD333型宝光厂产品)因不知道“开合单个电容器组电流400A,误做630A,其二是原设计电容器7014kvar,后厂家说所装置空芯电抗器450kvar,电容器可为8016kvar,没验算开关设备容量;其三是设计没考虑谐波放大电流影响,电流实际值比计算工频额定值增大因素,因而造成三次电容器损坏事故都发生在分闸操作过程中。
所用ZN4-10G/630-12.5真空开关属代改进型产品,已属淘汰之列,分闸重燃率高,一般在6%,产生重燃过电压可达额定相电压的4倍以上。本开关自次投运以后投切25次,可证实的重燃过电压有5次。
真空断路器分闸过程中产生重燃过电压,是真空断路器的特殊现象。它是开关分闸时,触头刚分开瞬间就遇到该相工频电流自然到零,电弧熄灭,但因开距小,断口在恢复电压作用下重燃,经过几十甚至几百毫秒又重燃,这种重燃在开断过程中重复发生多次,产生高频振荡谐波可达105~106Hz,间或也伴有半波工频电流,过电压幅值又随重燃次数叠加而增高,陡度大,对电容器绝缘造成严重危害。过电压幅值单相重燃电容器相对地在4倍额定电压,二相重燃也在3倍额定电压以上。
分闸重燃过电压在断路器的电源侧产生过电压倍数低于电容器侧,变10kV母线装有一组氧化锌(MOA)Y5WZ1-12.7/45避雷器,一组FZ-10避雷器,主变架空进线穿墙套管外端一组FS-10避雷器,过电压对母线上设备无影响。重燃过电压沿10kV出线传播,在幅射线路末端反射,经过反复,过电压幅值增大,造成线路末端针式瓷瓶击穿,变压器套管击穿。
2.2 运行中8016kvar(每相8台BFF-11/