摘要：分析了金官换流站400V开关柜故障原因，并提出防止400V开关柜再次发生严重故障的相应整改意见。
关键词：400V开关柜
About 400V switchgear with serious failure cause analysis and Corrective recommendations
Zhuyu
(DaLi Bureau, CSG EHV Power Transmission Company, DaLi,Yunnan 671000)
Abstract: This paper analyzes Jinguan convertor station on the 400V switchgear the cause of the problem, and put forward to prevent the 400V switchgear corresponding rectification opinions of serious fault occurring again.
Key words: 400 V switchgear
1事故概述
2016年01月20日22时41分，±500kV金官换流站发生一起400V站公用配电室负荷开关故障失火事件, #406M母线馈线柜2烧毁。事件发生前运行状态及着火位置如图1所示：
图1 事件发生前运行状态及着火位置
2原因分析
2.1一次原因
400V #406M馈线柜2第一次由于过流导致开关脱扣器脱扣后，操作人员未检查开关本体是否有故障直接合闸。合闸后，引起火灾。经现场检查，A、B两相烧毁比较严重，但与母排相连端子紧固，排除由于外部接触不良导致过热的可能（如图2）。初步分析为由于开关本体内部存在故障，致使动静触头之间接触电阻过大，载流产生高温损坏触头，使得动静触头之间产生拉弧。高温将脱扣器电子回路烧坏，使得脱扣器无法正常脱扣（如图3）。同时高温还从静触头传导到接线柱触子，将接线柱触子底座烧坏，导致电流对底座不形成回路（如图2），从而进线端螺母紧固件与接线柱静触子产生拉弧放电（如图4），产生高温将进线端螺栓压接片烧断，同时将相间绝缘的挡板烤坏。
2.2二次原因
2.2.1损坏的400V MCC柜开关保护动作原因分析
根据设计院提供的符合参数，#406M滤油机电源脱扣器下面只带有滤油机单一负荷，保护整定为短路瞬时保护和过载长延时保护。短路瞬时保护定值取10倍开关额定电流，无延时跳开开关。406M滤油机负荷回路额定工作电流为380A， 过载长延时保护定值按躲过额定负荷电流整定，取1倍开关额定电流，延时采用反时限（6I1：12s），跳开开关。
2016年01月18日，云送做一次升流试验，三相电流平衡且不超过260A<整定值380A（根据云送人员提供的数据），由于400V #406M馈线柜2 500kV站用变滤油机电源开关故障（开关触头连接处接触不良或开关材质本身存在问题），合上开关后由于电流的热效应导致绝缘损坏（伴随着放电的过程），电流增大至动作定值（380A，延时12s），保护正确动作跳开开关。
01月19日22时38分，云送人员继续接此路电源开展工作，发现开关已跳开（未深入分析开关断开原因），强行将开关合上，导致故障越变越严重，将开关烧坏，此时装置的保护功能已失效，致使开关无法切除。
2.2.2 46DL、456DL保护动作原因分析
故障发生时刻#406M带#405M运行，46DL、456DL在合位。46DL、456DL开关保护配置如下：
456DL保护配置：
瞬时脱扣电流：取消。
长延时脱扣电流I_r：按0.8倍的开关额定电流整定（额定电流3200A）：2560A，时间定值为3I_r :3s。
短延时脱扣电流I_sd：短延时电流脱扣定值按4Ir整定：10240A，短延时时间定值取0.2s，动作后果：跳400V母联开关。
#406M上一级开关为46DL，保护配置如下:
瞬时脱扣电流：取消。
长延时脱扣电流I_r：按0.8倍的开关额定电流整定（额定电流3200A）：2560A，时间定值为3I_r:3s。
短延时脱扣电流I_sd：短延时电流脱扣定值按4Ir整定：10240A，短延时时间定值取0.4s，动作后果：跳400V母线进线开关。
接地保护：取消。
01月19日22时38分，云送人员强合开关之后，开关本体故障导致故障电流继续存在，电流的热效应烧坏开关。电源进线铜牌连接处也因温度过高而烧坏（如图4）。
铜牌因高温脱落后变位，若此时铜牌直接与柜体接触，将发生单相接地故障，母线将接地，故障点示意图如图5所示。
图5 406M接地示意图
按照当时的系统参数及运行方式，母线接地故障按三相短路故障计算，根据整定计算业务指导书，最大方式下短路电流为18.6865kA；最小方式下短路电流为17.8219kA，单相短路电流
。
准确计算电缆沟内电缆的零序参数比较困难，假设电缆保护层各处都有良好的接地，忽略接地阻抗，大地和保护层中都有零序电流流通，大地中电流达到最大值，保护层中电流达到最小值，保护层中电流去磁效果最小，零序阻抗达到最大值，一般为Z0=（3.5-4.6）Z1，
取Z0=5Z1，则
，最大方式下短路电流为8.005kA，最小
方式下短路电流为7.638kA，远大于母联开关长延时动作值2.56kA，因此456DL应可靠动作。
但现场检查456DL未动作，据此可判断当时并未发生单相接地故障。
46DL动作情况分析与456DL相同。
由于开关本体存在故障，云送人员带负荷测试合上开关之后，开关内部开始发热，电流持续变大达到定值380A导致空开跳闸，但云送人员未发现。01月19日，云送人员强合开关施加三相平衡电流之后，故障电流继续存在，电流的热效应将进线铜牌连接处与开关本体彻底烧坏，致使开关不能动作，而此时的故障电流未达到上一级开关456DL、46DL动作值，因此上级开关未动作。
3整改措施
加强开关柜防火性能。此次事故中，故障开关柜内部故障导致火灾发生。
脱扣器除了采用电子回路外，再配合机械脱口装置。由此次事故看出，当开关柜内部故障产生高温时，脱扣器电子回路比较脆弱，最容易被烧坏。当脱扣器电子回路被烧毁后，脱扣器无法正常动作，会导致故障进一步扩大。使用机械脱扣装置，当故障发生时，机械脱扣装置不易被烧毁，确保动静触头能够可靠动作切除故障。
上下级开关动作定值整定配合合理。
4运行建议
开关柜在运行过程中，如发生跳闸，应先进行红外测温，以查明跳闸原因。然后，确保柜内部无故障的前提下，确认外部线路无接地短路，方可合上开关，在随后的24h内，要密切监视其运行情况，如发现异常，立即停运开关柜。
参考文献
[1]赵婉君.高压直流输电技术[M].北京：中国电力出版社，2004:345-348.
[2]超高压输电公司大理局．±500kV金沙江中游直流输电工程某换流站运行规程V3.0．大理局：中国南方电网超高压输电公司大理局，2016.
作者简介
李阳(1992—)，超高压输电公司大理局 男，黑龙江籍，初级作业员，主要从事高压直流输电系统的检修、试验工作。
论文作者:李阳
论文发表刊物:《电力设备》2018年第24期
论文发表时间:2019/1/8
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