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变压器中压侧开关爆炸事故处理

文档作者：张向阳赵镜如李兴华孙继军康少华高迎春连经斌石智永文档来源：郑州供电公司		点击数：	更新时间： 2021年06月11日
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运行维护
变压器中压侧开关爆炸事故处理
张向阳，赵镜如，李兴华，孙继军，康少华，高迎春，连经斌，石智永
(郑州供电公司， 郑州450000)
[摘要] 以SW6一I10型少油高压断路器、LW6—220HW 型双断口高压断路器为研究对象，分析一起变压器送电过程中
的主进开关爆炸事故。通过介绍变压器开关爆炸的检查、分析、处理过程，探查事故产生的原因，并提出解
决措施。
关键词 输配电灭弧高压断路器
中图分类号TM07
0 引言
SW6—110型断路器是一种少油式户外用高压断路器，
性能稳定、运行可靠、重量较轻，采用单柱结构及多断口
灭弧室，两个断口成V形排列，对称地固定在三角形传动
机构箱上， 对地用一个瓷套组成Y形单元， 在l1O、
22okV电网节点中广泛应用。 6—220HW 型断路器是支
柱式SF6断路器，分相操作、双断口，机构特性稳定、速
度快、磨损小、可靠性高、外部渗漏少，本体垂直安装，
采用CY系列液压机构，简化了机械传动和气路连接系
统。开关在长期运行中，受温度剧变、电弧烧灼、部件老
化、震动位移等因素影响，局部过热甚至爆炸现象偶有发
生，严重威胁到电网的安全运行。
1故障情况
某变电站一次系统接线如图1所示。220kV #3主变
系三圈强油风冷变，型号为SFPSZ9—150000／220，电压组
合为220+8×1．25 ／121／10．5kV，额定容量为150／15o／
75MVA，联接组别为YN／YnO／dll，冷却方式为ODAF。
主变110kV侧开关为Sw6—110型少油断路器，2008年4
月投运，额定电流为1250A，遮断短路电流为31．5kA，
动作78次，断开故障6次，运行状况良好。主变22OkV
侧开关为LW10B-252(H)型SF6断路器，2003年1月投
运，额定电流为3000A，遮断短路电流为40kA，动作75
次，断开故障4次。双侧断路器预试与大修均未超期。
图1 一次系统接线图
2015年3月28日18时2分，该主变检修后送电。投入
#3主变冷却器，推上223中地、113中地，调整有载调压
档位与#4、#5主变一致后合上223开关。在#3主变充
电正常lmin后，110kV设备区突然爆炸，并伴有强烈亮
光。监控机警铃响起，223开关、110kV I母所连元件绿
灯闪亮，#3主变差动保护动作、冷控失电，110I 母差
保护动作跳I母。l10kV I母电压表无指示，#3主变电压
回路断线、复压闭锁动作，#4、#5主变短时过负荷。
检查#3主变、110kV I母各分路开关，发现1l3开
关C相炸裂，113CT下方约20m 草场在燃烧； 因爆炸散
落的瓷片造成¨3开关A、B相和临近间隔的互感器、隔
离开关等设备绝缘套管二次损伤；由于接地电流过大，
#3主变ll0kV中性点接地刀闸的动静触头熔化粘连， 中
地刀闸有弧光烧灼痕迹。
2处理过程
根据保护动作情况，初步判断113开关CT两侧设备
同时出现了故障。113开关并未操作，处于断开位置，却
出现了爆炸，为判明是开关原因，还是变压器原因，制订
了以下检修方案。
(1)将113开关、223开关、#3主变解除备用。
(2)对l13开关、223开关、#3主变做安全措施。
(3)退出母差、失灵屏上跳113、223开关的保护压
板，退出#3主变保护屏上启动失灵、失灵启动压板，防
止保护在检测、传动过程中引起母差、失灵误动； 退出
#3主变保护屏跳110压板。
(4)对113开关、223开关、#3主变进行全面试验、
检查，并判断保护动作正确与否。
3检修、试验结果
2015年3月29日解体检查113开关，发现C相2个
断口均有电弧沿绝缘桶放电的痕迹。2015年3月30日解
体检查113开关其它两相断口和支持瓷瓶，未见异常。
收稿日期：2016-11—28
作者简介：张向阳(1980一)，高级工程师，高级技师，从事变电运维工作。
20171 4(A)期l 109
运行维护
从110kV母差故障录波图可知，l13开关C相首先产
生故障电流，随即发展为相间短路。由于113开关击穿起
弧， 因此主变差动保护动作跳开223开关、l13开关。由
于113开关不能有效隔断故障，因此114开关、115开关
仍提供电源，过大的短路弧光导致开关上方母线击穿，母
差保护动作跳110KV I母，保护正确动作。
对#3主变进行绕组直流电阻(各相测得值误差、线间
测得值误差、电阻值与出厂同温换算值变化)、变比、吸
收比、绝缘电阻、介质损耗角正切值、直流泄漏电流、局
放等试验，结果显示变压器参数均正常。
223开关为I w6-220HW 型分相操作双断口断路器，
采用CY5液压机构。223开关同期测试数据见表1。
表1 223断路器测试同期结果
分闸／ms 台闸／ms
A 24．4 24 1 52．5 52
B 27．0 27．6 54．3 53．6
C 25．2 24．7 53．1 53．6
AA 0．O O．0 0-4 00
第1次 AB 0，0 0．0 0．4 03
AC 0．0 0．0 0．0 0．O
A—B 29 】6
A—C 0．6 09
B—C 2-3 0．7
A 23 7 23．5 54．2 54．6
B 24．5 25．2 5．5．4 54．6
C 25 O 24．4 53．3 53．8
△A 0．O 0．0 0．0 00
第2次 △B 0 3 0O 00 0．3
△C 0．0 0．0 0．0 0．0
A—B 1．0 O．8
A—C 0 9 0 8
B—C 01 I．6
A 23．5 23．4 53 6 53．8
B 25 8 26．2 60-4 59．5
C 25 0 24．4 59．O 59．5
△A O．O 0．0 03 0．0
第3次 AB 0．O O．3 0．0 00
△C O．0 0．0 0．0 0．0
A—B 2．4 6．6
A—C 1．O 5 7
B-C 1．4 0．9
A 23．9 23．7 59．7 60．1
B 24．7 25．O 印．I 59．3
C 25．1 24．6 60．4 60．8
△A 00 O．0 O．5 0．4
第4次 AB 0l0 0-4 0l0 0l0
△C 0．0 0．0 00 00
A—B 1．0 0．0
A—C 0．9 0．7
B—C 0 t 0．7
由此可知，该开关合闸同期性非常差，试验数据的离
1 1 0 1 WWW．chinaet．net I中国电工网
散性也非常严重，其中一次还超过了5ms(国标要求)。变
压器高压侧开关三相同期性不好，合闸过程中将因非同期
合闸而产生操作过电压。
4故障原因分析
(1)变压器可近似看作一个大的电感元件， 流过其中
的电流不能突变。合闸励磁涌流可达额定电流的6～8倍，
衰减时间长达十几秒；223开关操作同期性较差，非同期
合闸加上较大的励磁涌流，使操作过电压水平急剧抬高。
113开关的C相断口绝缘桶质量低劣，长期运行后绝缘老
化，在过电压作用下发生先导放电，经过一段时间后被击
穿，开关内部燃弧，压力剧增，随即喷油爆炸，继而导致
相间短路。随后，变压器差动、母线差动保护正确动作切
除故障。
(2)负荷较大时， 灭弧室内接触不良处开始大量发
热，导电杆头和灭弧触指长期过热老化，导电性能和机械
性能降低，致使接触电阻进一步增大，形成恶性循环。
(3)断路器两边相灭弧室安装孔尺寸过大，定位不
准，易发生位移。
(4)现场安装时，固定螺栓未达到安装要求。运行
后，断合开关时机构产生的强烈震动导致固定螺栓进一步
松动，灭弧室发生微量位移，缩短导流杆的有效行程，上
下触头不能有效接触， 电阻增大。
5改进建议
(1)更换113开关、223开关为额定电流、开断短路电
流较大的新型SF6断路器，采用弹簧操作机构，以减少故
障几率和维护量。该类型的老旧断路器需提前1年进行大
修。
(2)调整开关上下导电部分对接的安装精度，压紧螺
栓弹簧垫片，以期机械强度达标。
(3)遇有停电机会，对同类型开关回路电阻、机械操
作和机械特性进行试验及分析，对存在本体位移、回路电
阻和机械特性超标等现象的开关，应及时检查其灭弧室固
定螺栓紧固情况。
(4)鉴于223开关质量非常不可靠，多次发生液压机
构渗漏、电磁铁衔铁剩磁等影响操作的缺陷，运检单位需
提高相关设备维护和检修质量，确保开关正常运作。
(5)加强开关灭弧室红外测温工作，发现问题及时处
理，以防发生灭弧室爆炸等恶性事故。
(6)开关灭弧室安装孔采用定位精度高、直径较小的
圆孔，以免发生位移。
参考文献
[1]薄海旺，万军彪，陈建生．一起110kV开关爆炸事故分析EJ]
江西电力，2009，33(1)：46—48

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