1 電氣連接點的過熱 1.1 故障案例 (1)98年的#8A凝泵開關(guān)A相動靜觸頭接觸不良燒熔而拉弧,造成母線A、B相相間短路,迅速發(fā)展成三相短路,由于高壓廠變抗短路能力差加上高壓引線焊接不良,結(jié)果造成#8高變內(nèi)部故障、爆炸損毀。 (2)03年5月24日,我廠6KV十段工作電源開關(guān)下樁頭(電源進線側(cè))B相觸頭因接觸不良而發(fā)熱燒熔,引起對地放電短路,由于過電壓的作用,導(dǎo)致#5高壓廠變低壓側(cè)線圈絕緣擊穿損壞。 1.2 原因分析 我廠上述的2起案例中:#8A凝泵開關(guān)為接觸器為CKG1-400/6的F-C開關(guān),開關(guān)柜型號GSC-IF型,其隔離插頭為鴨嘴形;6KV十段工作電源開關(guān)為SN10-10Ⅱ油開關(guān),開關(guān)柜型號GC-2F型,其隔離插頭為鴨嘴形;這兩起事故均為開關(guān)隔離插頭與母線靜觸頭接觸不良所致。 #8A凝泵開關(guān)的設(shè)計負荷400A,熔絲取315A,而凝泵電機的額定負荷為124.7A,由于開關(guān)的設(shè)計負荷為電機實際運行負荷的幾倍,在平常運行時是根本沒有發(fā)熱現(xiàn)象的,事故原因只是由于動觸頭與靜觸頭接觸嚴(yán)重不良而在倒泵后突發(fā)產(chǎn)生的(事故后現(xiàn)場分析認為靜觸頭可能沒有插到動觸指中間,只跟動觸頭下部碰觸而造成接觸處嚴(yán)重發(fā)熱拉。。 6kV十段工作電源開關(guān)的設(shè)計負荷1000A,但在夏季運行時,其實際負荷不到七、八百安培發(fā)熱就較嚴(yán)重,一般情況下對發(fā)熱較為嚴(yán)重的開關(guān)進行限制電流運行,即通常把給泵切到另一段母線上。該開關(guān)在事故前10來天就因發(fā)熱嚴(yán)重而處理過,并且在處理時發(fā)現(xiàn)動觸頭有燒傷痕跡。 這兩起故障的主要原因,出在開關(guān)的隔離插頭設(shè)計上。其截面偏小,又無定位裝置,在小車推進時,動靜觸頭往往不可避免地發(fā)生相對偏移,進一步造成導(dǎo)電接觸面減少,再加上在運行中因承受過高的溫升使其觸頭彈簧特性變壞、壓力發(fā)生變化進一步加劇接觸不良的程度,以致在電流較大時過熱起弧而燒毀。 其次,對油開關(guān)柜而言,其工作電源開關(guān)額定載流量還不夠大,雖然設(shè)計負荷為1000A,但其未考慮到使用的環(huán)境溫度。根據(jù)相關(guān)資料可知在其制造試驗時往往環(huán)境溫度還不到100C。由此可知其工作電源開關(guān)往往是處于重負荷或超負荷運行狀態(tài),其持續(xù)的發(fā)熱致使主導(dǎo)電回路的各電氣連接點接觸惡化也是間接導(dǎo)致事故發(fā)生的原因。 1.3 采取的對策 (1)在#8凝泵開關(guān)出事故后,把#7、8機的F-C開關(guān)鴨嘴形觸頭改成梅花型觸頭,增加了接觸的可靠性;又由于該型開關(guān)在防誤功能及操作機構(gòu)方面都存在制造上的缺陷,于2002年#8機F-C開關(guān)改成上海通用電氣P/VⅡ-7.2(國內(nèi)型號KYN33-7.2)型,該開關(guān)動靜觸頭為圓形結(jié)構(gòu),活動范圍大,由于磁場、電場都比較均勻,可以較好地避免局部放電和過熱的,如制造工藝過關(guān)的話,該接觸應(yīng)是相當(dāng)可靠的(但我廠的情況并非那么理想,動靜觸頭的接觸沒有問題了,卻發(fā)生了靜觸臂澆注件斷落的現(xiàn)象,再加上該開關(guān)在其他方面如手車搖進機構(gòu)卡澀、輔助開關(guān)觸頭燒熔等,應(yīng)該說問題還是不少的)。 (2)對我廠老機組的6KV手車式油開關(guān)逐步進行改造成ZN73-12/1250的固定式真空開關(guān)的工作,改造的原因是多方面的,由于開關(guān)在操作性能、防誤功能、絕緣裕度、柜內(nèi)各功能區(qū)及柜間的分隔封閉性的要求等等。由于開關(guān)改成固定式真空開關(guān),動靜觸頭之間接觸不良的問題一勞永逸地得到了解決,而且固定式開關(guān)的防誤功能的可靠性也較高,應(yīng)該說選擇固定式的真空開關(guān)是選對了方向的。該開關(guān)在額定載流量上也有增加,達到1250A,可保證在運行中不致發(fā)熱。但目前存在的問題是,固定式開關(guān)柜的母線隔離閘刀配置是1000A的,對于工作電源等大電流間隔來說,閘刀接觸處有發(fā)熱現(xiàn)象,應(yīng)考慮改進,增大容量。 (3)對于還未改造的4臺機組的油開關(guān),必須要注意對小車隔離插頭的檢查、維護,防止隔離插頭因接觸不良引起發(fā)熱起弧、釀成開關(guān)柜事故的可能性。在檢修中應(yīng)重視對隔離插頭接觸表面、彈簧壓力和動靜觸頭的配合等進行仔細的檢查,對不符合要求者予以認真處理,對動觸頭有燒灼痕跡的及時予以更換。在開關(guān)的復(fù)役操作中,必須認真檢查隔離插頭的接觸情況,特別注意是否有偏移。運行人員巡回檢查時,應(yīng)注意檢查隔離插頭有無發(fā)熱變色現(xiàn)象?紤]到在實際運行中開關(guān)動靜觸頭接觸處發(fā)熱的程度難以觀察,可嘗試在開關(guān)動觸頭兩側(cè)貼示溫片,根據(jù)變色的情況來加以判斷。 (4)加強對開關(guān)柜、開關(guān)主回路的各連接點的檢查(包括固定式真空開關(guān)柜),特別注意各連接螺絲是否緊固、接觸是否良好、有無氧化腐蝕及過熱變色征象,在6KV開關(guān)柜大修停母線的情況下,建議對開關(guān)柜整體回路的接觸電阻進行測量,以及早發(fā)現(xiàn)并消除事故隱患。 (5)對開關(guān)室進行整治,降低使用環(huán)境的溫度,采用空調(diào)降溫。 2 防誤功能失靈及機構(gòu)卡澀、拒分拒合 2.1 故障案例 95年的#7磨煤機開關(guān)修后未復(fù)位到分閘位置,復(fù)役操作中,運行人員又未認真核對開關(guān)的實際狀態(tài),在手動修推入小車時,防誤閉鎖機構(gòu)雖動作了,但開關(guān)未能自動分閘,造成帶負荷合小車隔離插頭的事故,開關(guān)柜燒壞,導(dǎo)致6KV七段母線短路,造成#4高變故障起火損壞。 2.2 原因分析 #7磨煤機開關(guān)與老機組其它所有6KV油開關(guān)一樣,型號都是SN10-10Ⅱ油開關(guān),但開關(guān)柜型號卻不一樣。#7磨煤機開關(guān)柜為GC-1型(改造前的原Ⅰ、Ⅱ期油開關(guān)柜均是這種類型),其機械閉鎖脫扣裝置比起我廠Ⅲ期的GC-2F開關(guān)柜以及1990年更換的6KV一段JYN2-10開關(guān)柜的閉鎖裝置,可靠性要差得多。 防止小車開關(guān)在合閘位置推進或拉出開關(guān)柜,這是6KV開關(guān)柜的防誤功能中最重要的一項功能。若開關(guān)能在合閘狀態(tài)推進或拉出開關(guān)柜,其后果就是帶負荷拉合開關(guān)隔離插頭(就相當(dāng)于帶負荷拉合隔離開關(guān))。 GC-1型開關(guān)柜實現(xiàn)此防誤功能的機械閉鎖裝置是這樣的:在小車開關(guān)處于合閘的狀態(tài)下,開關(guān)兩側(cè)的閉鎖導(dǎo)桿處于直立位置,開關(guān)是無法推進或拉出的。在忘了主動去把開關(guān)分閘的情況下,操作開關(guān)時先用操作手柄扳下小車面板上的閉鎖脫扣裝置,使小車兩側(cè)的閉鎖導(dǎo)桿處于水平位置,在這同時,通過閉鎖裝置機械連桿的作用使處于合閘狀態(tài)的開關(guān)脫扣分閘。該機械閉鎖的缺陷是,只要開關(guān)兩側(cè)閉鎖導(dǎo)桿處于水平位置,而無論開關(guān)實際分閘與否,其開關(guān)就能推進或拉出開關(guān)柜。造成開關(guān)閉鎖裝置動作后機構(gòu)未能分閘的原因有3種:一是由于該閉鎖裝置上側(cè)連桿支點位置偏斜而使分閘脫扣板未能動作或其行程不夠,二是由于開關(guān)機構(gòu)嚴(yán)重卡澀,三是上述兩種原因兼而有之。#7磨煤機開關(guān)就是這樣而造成了嚴(yán)重后果。 在我廠的油開關(guān)及F-C開關(guān)中,各種原因引起開關(guān)拒分拒合的現(xiàn)象并不少見,雖然除了上述案例外都未造成什么嚴(yán)重的后果,但對設(shè)備的安全運行來說,卻是個嚴(yán)重的隱患。引起開關(guān)拒分拒合,究其原因有機械方面的、也有電氣方面的。從機械方面來說,主要原因除了上述所說的機械閉鎖脫扣失靈、操作機構(gòu)卡澀外,具體說來還有傳動部件變形移位、損壞,分合閘鐵芯卡澀,對CD10機構(gòu)來說可能四連桿調(diào)整不當(dāng)、連板中間軸過死點偏大或偏小等等。從電氣方面來說,輔助開關(guān)傳動桿位置調(diào)整不當(dāng)、觸點接觸不良、分合過程中輔助開關(guān)切換過早是其主要原因。 2.3 采取的對策 (1)加強對所有開關(guān)柜的五防驗收,在每次開關(guān)柜檢修復(fù)役前,檢修人員都要會同運行人員進行五防功能操作驗收,對五防功能有缺陷的一定要認真對待,一般情況下要做到五防功能未可靠修復(fù)而不投用。 (2)在小車開關(guān)進行復(fù)役或停役操作時,必須認真檢查、嚴(yán)格監(jiān)護,確認開關(guān)在分閘位置,對蓄能操作機構(gòu)還應(yīng)確認在釋能狀態(tài),才能推進或拉出小車。 (3)對所有開關(guān)的操作機構(gòu)應(yīng)定期進行認真的清掃,在轉(zhuǎn)動和磨擦部位進行必要的潤滑,防止機構(gòu)卡澀。對出現(xiàn)過機械卡澀、拒分拒合現(xiàn)象的開關(guān)應(yīng)認真檢查,除了處理好缺陷外,更要查找出相關(guān)的原因、做好預(yù)防的措施。 (4)對GC-1型開關(guān)柜的開關(guān)進行檢修時,應(yīng)認真檢查開關(guān)機械閉鎖脫扣裝置上側(cè)連桿支點位置,尤其是要保證機械閉鎖脫扣裝置上側(cè)連桿不能變形偏斜,確保該閉鎖脫扣裝置的可靠性。目前我廠GC-1型油開關(guān)柜還有三段母線,到#4機大修6KV七、八段改造完成后,就只剩下#1機的6KV二段母線了。 (5)目前我廠的開關(guān)柜型號眾多,油開關(guān)柜有GC-1、GC-2F、JYN2-10,固定式真空開關(guān)柜有XGN2-10、XGN66A-12,又有#7、8機的GSC-IF型及兩種類型的KYN柜。結(jié)構(gòu)各不相同,操作機構(gòu)的缺陷也不相同,五防功能可靠性參差不齊,對此我們應(yīng)該做到對所有設(shè)備的情況都相當(dāng)熟悉,并且最好還能建立五防功能與機構(gòu)缺陷的臺帳,對出現(xiàn)過缺陷的隨時登記在冊,加強檢查與監(jiān)督。 3 過電壓、污閃與絕緣裕度 3.1 故障案例 1990年1月9日的#1給水泵開關(guān)因操作過電壓及絕緣子凝露污穢造成6KV一段開關(guān)柜火燒連營的事故,導(dǎo)致4臺發(fā)電機組停運,6KV一段開關(guān)柜幾乎全部燒損而更換。 3.2 原因分析 關(guān)于過電壓造成的事故,也不限于上述的#1給水泵事件,還有在"電氣連接點的過熱"中所述的6KV十段工作電源開關(guān)B相動靜觸頭接觸不良的事故中,也正因為事故發(fā)展過程中引起的過電壓,而造成了#5高壓廠變的損壞。 對于1990年的#1給水泵操作過電壓,其成因一時難以說清楚,因為#1給泵是在啟動過程中產(chǎn)生事故的。假如在啟動過程中開關(guān)跳閘而產(chǎn)生過電壓事故,那成因比較容易解釋,因截流和重燃的作用產(chǎn)生高幅值的過電壓,因為在開斷啟動狀態(tài)的電動機時,除了截流過電壓外,還會由于截流過電壓的振蕩頻率很高,極易使開關(guān)發(fā)生多次的高頻重燃。 但對于我廠GC-1、GC-2F柜來說,即使過電壓不是很高,有時即使是正常的運行電壓,由于絕緣子和環(huán)氧樹脂澆注的CT、PT絕緣爬距較小,絕緣裕度偏低,因此在污穢、凝露的作用下極容易發(fā)生沿面閃絡(luò)。省電試所高壓室曾對GC-2型開關(guān)實際使用的10KV支持絕緣子隨機抽樣進行人工污閃試驗,在模擬運行電壓(恒定加壓法)時污閃電壓為7.0-7.6KV,在模擬合閘加壓(突然加壓法)4KV下的閃絡(luò)概率大于50%,由此可見此類絕緣子外絕緣污閃的機率是相當(dāng)高的。由此也可以這樣來推斷,#1給泵即使在合閘過程中沒有發(fā)生過電壓,假如污穢、凝露嚴(yán)重,在突然合閘加壓的情況下也足以發(fā)生污閃而短路。由于GC-1型開關(guān)柜在柜內(nèi)及柜間是沒有分隔防護的,以致一個間隔短路起火時造成火燒連營的慘重損失。 另外附帶說一下,對帶電部分如母線、開關(guān)隔離插頭相間或?qū)Φ氐目諝饩嚯x不夠的開關(guān)柜來說,在運行溫度高、濕度大以及空氣中含有雜質(zhì)等情況下,也比較容易發(fā)生電暈放電,最壞情況下也能導(dǎo)致空氣間隙擊穿形成短路。 對于6KV開關(guān)柜的過電壓,一般認為主要有這3種原因: 一是上述所說的開關(guān)開斷性能不良,在開斷電動機、變壓器等感性負載,特別是開斷空載電動機、空載變壓器、啟動狀態(tài)的電動機,因截流、重燃而產(chǎn)生過電壓。 二是在中性點不接地系統(tǒng)中,如產(chǎn)生單相間歇性的電弧接地時,則在電網(wǎng)非故障相和故障相將會出現(xiàn)很高的過電壓,非故障相的最大過電壓可達電壓幅值的3.5倍,故障相最大過電壓也可達相電壓幅值的2倍,如上述的6KV十段工作電源開關(guān)B相拉弧對地放電,引致A、C相觸頭對地放電(從事故現(xiàn)場可看出三相對地的放電痕跡),且#5高壓廠變的損壞也是A相低壓線圈絕緣擊穿,這可解釋為B相間歇性電弧接地時引起健全相高幅值的過電壓所致的(假如B相是穩(wěn)定的電弧接地,則非故障相的電壓僅升高到線電壓,不致于造成A、C相對地放電,也不致于造成高壓廠變A相低壓側(cè)絕緣擊穿)。 三是母線壓變鐵磁諧振引起的過電壓,這種過電壓較為常見,主要后果是壓變燒毀,但這種現(xiàn)象在我廠還沒有發(fā)生過。 3.3 采取的對策 (1)在#1給泵開關(guān)事故后,6KV一段更換成金屬封閉式的JYN2-10開關(guān)柜,對我廠其余的11段GC-1、GC-2F開關(guān)柜進行了全工況絕緣改造。對開關(guān)相間及相對地空氣距離不夠的加裝了環(huán)氧樹脂隔板,對絕緣爬距不夠的絕緣子、環(huán)氧樹脂澆注的CT都加粘了環(huán)氧樹脂圈,對連通式的開關(guān)母線室加裝了柜間環(huán)氧樹脂隔板,對母線室與電纜室進行封閉等,大大改善了開關(guān)柜的運行條件。 (2)整治了開關(guān)室的環(huán)境,使粉塵、溫度、濕度都較好地得到了控制,加強了開關(guān)及開關(guān)柜絕緣部件的清掃工作。 (3)嚴(yán)密封閉了開關(guān)柜電纜室底部,既防止小動物進入,也防止電纜溝的潮氣侵入受潮。 (4)新改造的開關(guān)選用開斷性能良好的真空開關(guān),配置防爆型過電壓吸收器。 (5)新選型的開關(guān)柜均嚴(yán)格按照DL404《戶內(nèi)交流高壓開關(guān)柜訂貨技術(shù)條件》、DL/T539《戶內(nèi)交流高壓開關(guān)和元部件凝露污穢試驗技術(shù)條件》、GB3906《3-35KV交流金屬封閉開關(guān)設(shè)備》的要求訂購,其封閉完善、功能齊全、絕緣裕度大,可有效地防止過電壓、污閃的事故。 4 小動物及外物造成的短路 4.1 故障案例 (1) 94年的#6給水泵開關(guān)因修后忘記將放在B、C相隔離插頭間的游標(biāo)卡尺取出,又加上運行人員檢查不仔細,在小車推進過程中,造成6KV六段母線短路,#01高壓備用廠變內(nèi)部損壞。 (2) 96年的#8引風(fēng)機開關(guān)柜因老鼠爬入,造成上隔離插頭兩相短路,開關(guān)爆炸。 4.2 原因分析 上述兩起事故原因是非常清楚的,一是因工作人員遺留工具于開關(guān)上,造成開關(guān)兩相短路事故,二是因開關(guān)柜封閉不嚴(yán),小動物爬入而造成短路事故。 4.3 采取的對策 (1)應(yīng)加強檢修紀(jì)律和運行紀(jì)律。開關(guān)檢修后檢修人員應(yīng)認真檢查,做到"工完料盡場地清",絕對要防止遺留雜物于開關(guān)上或開關(guān)柜內(nèi);開關(guān)復(fù)役前,運行人員要嚴(yán)格執(zhí)行目測檢查和絕緣檢測的制度。 (2)做好開關(guān)室和開關(guān)柜的封堵工作,在開關(guān)運行時開關(guān)室的門與開關(guān)柜的門要隨手關(guān)閉,防止小動物進入
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