用电力故障录波图分析故障_秦健忠

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广西电力　　　　　　　　　　　　　　　　　　2004年第2期

用电力故障录波图分析故障

FaultAnalysiswith“RecordedElectricPowerFaultWaveforms”

秦健忠

QINJian-zong

(柳州供电局,广西　柳州　545005)

　　摘要:用故障录波图分析柳州电网10kV雒容变电站2号主变压器差动保护跳闸原因,缩短查找故障点时间。

关键词:主变事故;故障录波图;分析

中图分类号:TM772　文献标识码:B　文章编号:1671-8380(2004)02-0034-03

1　事故经过

2003年7月5日21:45:30,柳州电网雒容变电站35kV各出线保护装置RCS-9612同时发出接地告警信号(固定延时15s);21:45:52,2号主变压器(简称主变)差动保护LFP-972A装置动作,跳开主变三侧开关(192号、392号、32号开关)。站内35kV各出线保护装置RCS-9612同时发出频率异常告警信号。在2号主变跳闸前,先是302,308线路单相接地,18s后302,308保护启动,鹿寨县35kV雒容开关站雒308电源进线322号开关速断动作跳闸。事故后检修人员对2号主变及高、中压开关进行了外观检查,未发现异常。

雒容变主接线图如图1所示。

3　保护动作行为及故障分析

3.1　2号主变差动保护LFP-972A装置现场检验

情况　　①电流回路接线一切正常,站内主变三侧CT二次在主控室一点接地。

②分别在装置高、中、低三侧通入三相对称电流,其大小分别为IH=Ieh=7.14A,IM=Iem=6.81A,IL=Iel=7.22A,装置中各侧相电流、差电流、相关相角显示一切正常。

③模拟区内故障,装置可靠动作;模拟区外故障,装置可靠不动作。定值校验Icdqd=0.4Ie,Kb1=0.45正确。

④2号主变再次投入运行时,测得六角图正确,装置一切正常。

3.2　LFP-972A保护装置动作行为分析①2号主变差动保护LFP-972A跳闸报告见图2。图中IDA与IDC等值反相。由于跳闸报告中波形为Y

Δ变换后的量,初步可以判断,在LFP

图1　柳州雒容变主接线图

-972A区内A相存在一故障点。2号主变主接线方式为Y,y,d11,现结合2号主变的实际运行状况,将YΔ变换后各侧相电流、合成差流表达如下(以下各量均为矢量):

I′AH=IAH-IBH　　　I′BH=IBH-ICHI′IBMCH=ICH-IAH　　　I′AM=IAM-I′IAMBM=IBM-ICM　　I′CM=ICM-IAL=IBL=ICL=0

2　保护配置及故障录波图情况

事故后,保护人员从雒容变取回故障录波图见图2、图3、图4、图5。

保护配置如下:2号主变差动保护配置南京自动化

研究院(下简称南自院)的LFP-972型保护,196号(静雒线)开关保护配置南自院的LFP-941A型保护,35kV线路保护配置南自院的RCS-9612型保护。

　　收稿日期:2003-10-27

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3.3　故障分析

①35kV各出线保护装置RCS-9612同时发出接地告警信号,说明35kV侧肯定发生了接地故障。从接地告警到2号主变差动保护LFP-972A动作,间隔了15s+22s=37s,这说明故障有一个发展的过程:由一点接地故障发展成了两点接地故障。

②2号主变35kV侧出线308开关故障录波图见图4。可见308开关C相存在很大的故障电流,其值远大于RCS-9612的过流二段定值I2zd=20A,与

对侧322开关过流速断动作结合起来,可以得出C相故障点应存在于该线路上。上述假设“故障点在2号主变35kV侧,且C相故障位于差动保护区外”又一次得到验证,假设故障点C如主接线图中所示。

图2　2号主变差动保护录波图

IDA=I′(IAH-IBH)+(IAM-IBM)AH+I′AM=

=(IAH+IAM)-(IBH+IBM)

IDB=I′(IBH-ICH)+(IBM-ICM)BH+I′BM=

=(IBH+IBM)-(ICH+ICM)

IDC=I′(ICH-IAH)+(ICM-IAM)CH+I′CM=

=(ICH+ICM)-(IAH+IAM)

②雒容变110kV进线196号开关所配置LFP-941A保护起动录波报告见图3,从波形可以看出LFP-941A反应为反方向AC相间故障,且故障点离110kV母线电气距离较远。假设故障点在2号主变35kV侧,由于2号主变35kV中性点不接地,且故障时2号主变本体无瓦斯气体产生,变压器匝间故障可以排除。

图4　308号(雒关Ⅱ线)开关保护录波图

　　③2号主变35kV侧出线302开关的故障录波

图见图5。从录波图看,很明显存在A相故障。由于2号主变35kV侧中性点不接地,所以要形成流过308开关的故障电流必定还存在其它的故障点。302所供林纸厂线仅有一小电源,它提供了较小的故障电流。

图3　196号(静雒线)开关保护录波图

③进一步假设A相在差动保护区内,C相在差动保护区外,则有IBH+IBM=0,ICH+ICM=0。从而可以得到:

IDA=(IAH+IAM)-(IBH+IBM)=IAH+IANIDB=(IBH+IBM)-(ICH+ICM)=0

IDC=(ICH+ICM)-(IAH+IAM)=-(IAH+

IAM)

从上式可以得到IDA=-IDC,IDB=0,此结论正好与LFP-972A故障录波图中相吻合,假设成立。可以认为LFP-972A是正确动作。图5　302号(雒纸线)开关保护录波图

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　　④从LFP-972A跳闸报告中可以看出,LFP-972A动作跳开主变各侧开关后,主变三侧开关(192,392,92号开关)中再无电流流过,308号开关也无电流流过。各开关跳闸后,该系统中大中电源已被断开,仅存在林纸厂的一弱小的自备电源,它给35kV母线上其它出线的反供电使得在各开关跳闸后,302号开关仍然有小负荷电流流过,从而导致了35kV母线电压的降低和频率的下降,站内35kV各出线保护装置RCS-9612同时发出频率异常告警信号。

⑤302号开关在各开关跳闸后仅有小负荷电流流过可以说明:伴随着各开关跳闸,故障已被切除。从主接线图中可以看出,各开关跳闸无法切除存在于308号开关出线上的C相故障,从而可以得出A相故障定存在于2号主变35kV出线与2号主变中压侧开关之间。上述假设“故障点在2号主变35kV侧,A相故障位于差动保护区内”又一次得到验证,假设故障点A如主接线图中所示。

综上所述,故障点A在主变差动保护LFP-972A保护区内,保护装置正确动作,而且A相故障

定存在于2号主变35kV出线与2号主变中压侧开关之间。

4　现场一次设备的检查

通过以上分析已确认故障点A存在于主变差动保护LFP-972A保护区内,这样检查范围大大缩小,重点放在主变三侧设备,特别是35kV侧。在对主变三侧设备的耐压试验中,发现35kV侧392开关A相耐压试验不合格,试验过程中可听到开关内部出现放电声。解体检查,发现击穿故障发生在开关套管CT线圈铝环处,铝环的一部分被烧蚀,在铝环烧蚀相对的开关内壳发现放电痕迹。

至此,证实以上通过故障录波图进行的分析也完全正确。

5　结束语

从整个事件处理过程可以看出,对电力故障录波图的科学分析可以帮助现场快速判断事故,大大缩短找寻故障点时间,从而迅速排除故障,保障电网的安全可靠供电。

(上接第33页)

规程》提出的水压试验的合格标准为:①在受压元件金属壁和焊缝上没有水珠和水雾;②当降到工作压力后胀口处不滴水珠;③水压试验后,没有发现残余变形。而实际在试验时,建设部门基本按照《电建规程》来执行,其中规定的合格标准为:胀口、焊缝无破裂及裂纹,无泄漏,管道无变形。两者相比,电建的标准略为放松。

实际上,在大多数锅炉的水压试验中,要完全做到一点不漏,很困难。因为大型锅炉的焊接点数以万计,同时由于水压试验是一种整体检验办法,如果有个别渗漏点就要再次试压,对锅炉的寿命也有很大影响。因此,水压试验中发现的个别泄漏点,只要不是很严重,能保持在5min内,压降不超过0.3MPa/min,可以记录下来,通过重新补焊和无损探伤,也可以满足锅炉运行的要求。

另外,对残余变形的检查,目前各部门执行起来也不是很明确,主要是残余变形规程上没有规定具体的检查点,而一般微小的残余变形要通过目测也不容易发现。因此,在试验中,对残余变形的部位,

要进行详细的记录,得到必要的数据,以便与设计对照,说明问题。

8　结语

锅炉水压试验做为火电机组锅炉安装过程的一个重要环节,必须给予高度的重视。对试验过程中的有关问题,安装、监理、调试、业主等各方试验前应统一认识,统一标准,试验过程中严格实施,才能很好地保证大型机组的顺利投产。

参考文献

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