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GIS封闭母线放电故障原因分析及处理(2)
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摘要:(1)装配应在无风沙、无雨雪、空气相对湿度小于80%的条件下进行,并采取防尘、防潮措施; (2)制造厂已经装配好的各电气元件,在现场组装时不应解
(1)装配应在无风沙、无雨雪、空气相对湿度小于80%的条件下进行,并采取防尘、防潮措施;
(2)制造厂已经装配好的各电气元件,在现场组装时不应解体检查,如有缺陷必须在现场解体时,应经制造厂同意,并在厂方人员指导下进行;
(3)使用的清洁剂、润滑剂、密封脂和擦拭材料必须符合产品的技术规定,已用过的密封垫、密封圈不得重复使用;
(4)所有螺栓的紧固均应使用力矩扳手,其力矩值应符合产品的技术规定;
(5)设备载流接触面应平整、清洁、无毛刺、无氧化膜,并涂以薄层电力复合脂(导电膏),连接螺栓应齐全、紧固。
[1]电力行业气体绝缘金属封闭电器标准化技术委员会.气体绝缘金属封闭开关设备运行及维护规程:DL/T 603—2006[S].北京:中国电力出版社,2007.
[2]王光辉.高压开关设备检修维护技术[M].北京:中国电力出版社,2013.
[3]华北电网有限公司.华北电网有限公司电力设备交接和预防性试验规程[S].北京:中国电力出版社,2008.
[4]单文培,王兵.常用电气设备故障诊断与处理600例[M].北京:中国电力出版社,2016.
[5]刘勇业,马宏忠,姜宁,等.GIS沿面放电缺陷的振动检测法分析[J].广东电力,2017,30(3):71-75,80.
[6]徐剑浩.气体绝缘金属封闭开关设备[M].北京:中国电力出版社,2014.
1 设备概况万家寨水电站220 kV GIS(气体绝缘金属封闭开关设备)为ZF6-252型设备,包括断路器、隔离开关、接地开关、母线、电压互感器、电流互感器、套管、电缆终端、避雷器、伸缩节等元件,组合电器主接线采用双母线分段接线方式。2 故障概况2016-04-25,1号发电机运行状态,有功功率为154 MW,21:19:49,中央控制室上位机报“1号主变纵差保护动作,开关站1号主变高压侧201断路器A相合闸信号复归,开关站1号主变高压侧201断路器C相分闸信号动作,1号机发电态复归,1号机空载态动作,1号机电气故障。”3 故障排查3.1 外观检查检查发现,1号主变压器高压侧201断路器、低压侧801断路器三相均已跳闸,1号主变压器保护柜差动保护动作指示灯亮,主变压器高压侧GIS进线左侧第1段过渡封闭母线底部有明显放电痕迹,见图1。图1 过渡封闭母线放电位置3.2 解体检查进一步解体检查,发现放电发生在导体连接触头与罐体之间,在罐体内壁有喷溅灼伤痕迹,绝大多数融化的电极在罐体下部形成片状固体,罐体内部飘落很多放电时产生的粉尘,见图2,触头屏蔽罩烧毁、电极融化,见图3。图2 放电封闭母线解体图图3 放电触头4 原因分析经分析,此次放电故障是GIS不清洁所致,电极间的粉尘颗粒导致SF6气体间隙被电弧击穿,放电通道为触头屏蔽罩—气隙—罐体内壁[1]。通过对ZF6-252型主母线导体、屏蔽罩及罐体的电场强度计算分析[2]可知,触头屏蔽罩圆弧端面处电场强度略高于其他位置,电位等值云图分布见图4,电位移矢量分布图见图5。图4 电位等值云图分布图5 电位移矢量分布图在进行GIS现场安装及充放SF6气体过程中,会将部分粉尘颗粒带入罐体内。GIS投运后,罐体内的粉尘颗粒在电场力的作用下向电场较强的触头区域移动。随着设备运行时间增加,越来越多的粉尘颗粒聚集在触头或悬浮其附近,进而产生微弱的局部放电。随着局部放电的发展,触头局部放电区域产生导电粒子浓度逐渐变大,当这些导电粒子扩散到高压电极与罐体之间,气体的绝缘强度逐渐降低,最终在高电压作用下气体被击穿形成电弧,产生较大的瞬时短路电流,烧毁了触头连接,并在罐体内表面产生放电痕迹[3]。5 处理措施(1)做好安全防护措施并明确人员可活动范围,设置隔离带,装设遮拦并悬挂标示牌。(2)回收SF6气体及解体设备。拆除气体管路、阀门,拆除跨接波纹管的短接板、三相短接排;压缩母线波纹管,拆解共箱封闭母线及内部导体,清理罐体及波纹管内部波纹。拆卸与主母线气体管路连通的分相母线,检查内部粉尘情况并清理,如内部无粉尘,其他两相母线无须开罐检查;更换故障母线,用高纯氮气清洗气体管路、阀门,按照拆解的逆顺序回装,回装过程中要严格保持GIS设备的清洁度。确保法兰和封盖表面不能有灰尘,清洁法兰金属密封面,用真空吸尘器清洁气体间隔,检查凹槽和密封面是否损坏;在导体的连接过程中,不允许灰尘或金属粉末进入组件,接触面不应有损伤,清除导体表面残留的油脂,涂上一层薄薄的凡士林。(3)更换吸附剂及密封圈。(4)更换吸附剂后立即抽真空。抽真空至40 Pa,继续抽0.5 h,停泵2 h后检查真空,不大于133 Pa即为合格[4-5]。(5)充额定压力SF6气体[6]。注气前应对每瓶SF6气体作微水检测;充气时必须使用减压阀,不能用气瓶直接充气;充气时要用专用的清洁管路;充气时先拧开SF6气瓶,放出少许气,以免将空气充入GIS设备内。6 检修效果故障处理后,对重新注气的气室进行SF6气体检漏、微水试验,气室无漏气且微水含量满足规程要求。随后进行耐压试验,耐压顺利通过。设备投运后,定期对相关设备进行巡检,无异音、无异味,保护及指示信号均正常。7 建议本文通过对故障封闭母线进行解体检查,分析母线放电原因,并及时进行了故障处理,设备运行至今状况良好,有效延长了设备安全稳定运行周期,减少了电站非计划停机次数和时间,保证了机组出力。此次故障暴露出设备安装工艺质量控制不严格等问题,建议在今后的工作中,应严格控制安装工艺质量:(1)装配应在无风沙、无雨雪、空气相对湿度小于80%的条件下进行,并采取防尘、防潮措施;(2)制造厂已经装配好的各电气元件,在现场组装时不应解体检查,如有缺陷必须在现场解体时,应经制造厂同意,并在厂方人员指导下进行;(3)使用的清洁剂、润滑剂、密封脂和擦拭材料必须符合产品的技术规定,已用过的密封垫、密封圈不得重复使用;(4)所有螺栓的紧固均应使用力矩扳手,其力矩值应符合产品的技术规定;(5)设备载流接触面应平整、清洁、无毛刺、无氧化膜,并涂以薄层电力复合脂(导电膏),连接螺栓应齐全、紧固。参考文献:[1]电力行业气体绝缘金属封闭电器标准化技术委员会.气体绝缘金属封闭开关设备运行及维护规程:DL/T 603—2006[S].北京:中国电力出版社,2007.[2]王光辉.高压开关设备检修维护技术[M].北京:中国电力出版社,2013.[3]华北电网有限公司.华北电网有限公司电力设备交接和预防性试验规程[S].北京:中国电力出版社,2008.[4]单文培,王兵.常用电气设备故障诊断与处理600例[M].北京:中国电力出版社,2016.[5]刘勇业,马宏忠,姜宁,等.GIS沿面放电缺陷的振动检测法分析[J].广东电力,2017,30(3):71-75,80.[6]徐剑浩.气体绝缘金属封闭开关设备[M].北京:中国电力出版社,2014.
文章来源:《高电压技术》 网址: http://www.gdyjszzs.cn/qikandaodu/2020/0922/375.html