变电站开关类典型故障案例分析

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国网浙江省电力有限公司是国家电网有限公司的全资子公司，以建设和运营电网为核心业务，是浙江省能源领域的核心企业。2022年底，国网浙江省电力有限公司下辖11家地市供电公司、20家直属单位和69家县级供电公司；拥有110千伏及以上输电线路7万千米、变电容量5亿千伏安；已建成1000千伏变电站3座、变电容量1800万千伏安，±800千伏直流换流站3座，换流容量2400万千瓦；供电服务人口超过6400万。

内容简介

35kV断路器传动连杆固定螺丝松动导致合闸不到位 （一）故障现象 2022年4月13日16时58分，220kV某变电站35kV?#3电抗器中性点开关VQC操作合闸后，17时，3号电抗器中性点开关发生A相极柱瓷套炸裂。相邻电抗器及支撑瓷瓶部分受损。 （二）故障设备基本情况 35kV?#3电抗器中性点开关，型号为LW8-35AG，出厂时间为2019年8月，投运时间为2019年12月，上次检修时间为2021年3月。开关计数器动作次数为684次。 （三）故障情况检查 1.现场外观检查情况 现场进行外观检查，发现开关A相上节瓷瓶已全部炸损，开关动触头脱离静触头，且有明显放电烧损情况，静触头触指有明显弯曲。#3电抗器中性点开关旁B相支撑瓷瓶损坏，#3电抗器X、Y相套管瓷瓶损坏。 2.后台及故障录波检查情况 2022年4月13日16时58分47秒，#3电抗器中性点开关合闸；17时00分49秒，SF6压力低（开关故障）；17时29分15秒，#3电抗器开关分闸（遥控）。 通过检查#3主变故障录波，发现#3电抗器A相合闸初期无电流，B、C相电流正常，可判断开关A相实际合闸不到位。 3.解体检查情况 开关发生故障后保持原状态，4月15日，运维人员、检修人员和厂家共同拆解开关，情况如下。 ①开关灭弧室烧蚀严重，弧触头烧熔脱落，如图3-41所示。 ②检修人员拆解断路器的传动回路，发现传动拐臂的安装架紧固螺栓脱落，设计5个螺栓固定，发现两个螺栓已脱落，两个螺栓已松动，仅靠一个螺栓维持。 ③检修人员进一步检查开关大梁内部情况，发现A相螺栓脱落导致安装架明显偏离，导致拉杆合闸位置不到位，B、C相导杆位置正常。 （四）故障原因分析及处理 1.原因分析 根据现场检查情况，有两种可能：一为动触头导杆发生偏移，导致开关合闸时动静触头没办法完全插入，拉弧导致开关爆炸，拐臂座螺栓脱落是由于动静触头合闸阻力造成向下压力顶出；二为故障前拐臂座螺栓已松动，开关A相合闸行程不够，合闸不到位导致开关拉弧。以下分别对两种可能原因展开分析检查。 （1）动触头位置发生偏移导致合闸不到位 传动回路的绝缘拉杆两端采用销子连接，非螺纹连接，拆解后检查，连接牢固，可排除相关原因，如图3-42所示。动触头与接线板装配牢固，且动触头与气缸设计合理，导向的轴承无明显磨损且无明显间隙，可排除相关原因，如图3-43所示。 因此，根据拆解的传动回路分析，可排除因动静触头斜插导致的拐臂安装座受损的可能。 （2）传动拐臂的安装座因螺栓松动脱落导致合闸不到位传动拐臂的安装座在开关长期运行中出现螺栓松动，在最后一次合闸过程中，安装座移位导致开关合闸不到位，动静弧触头拉弧烧蚀，产生高温高压导电性混合金属气体，导致灭弧室炸裂。按照厂家资料说明，现场传动拐臂座设计采用铝板钢丝螺纹套-螺栓结构，采用304#M12螺纹套，5级有效圈数，并配套5-M12/8.8螺栓，设计最大承载拉力达20000kg，设计裕量较大。故而初步推断螺栓松动是由于紧固未按照工艺要求执行，断路器多次分合闸过程的振动导致螺栓脱落。 本次故障原因应为，A相传动拐臂的安装座紧固螺栓未达到装配工艺要求，在开关长期运行中螺栓松动（两颗螺栓脱落），在故障前最后一次合闸过程中，因强度不足，剩余螺栓松脱，安装座移位导致开关A相合闸不到位，动静弧触头拉弧烧蚀，产生高温高压导电性混合金属气体，导致灭弧室炸裂。 2.缺陷处理 针对间隔设备受损情况，已完成电抗器间隔其他设备试验，联系相关设备厂家，待备品到后进行故障设备修复工作。 （五）防范措施及建议 1.对同批次、同型号开关进行全检排查 开展在运的同型号开关不停电排查和停电检查，重点检查各部件的螺栓固定情况并画标志线。具体要求详见《断路器机构箱内螺栓紧固检查要求》。 2.强化无功设备入网管控，关注频繁投切的电抗器中性点开关质量 按照省公司《关于印发断路器防拒动、误动重点提升措施（试行）的通知》的工作要求执行。