变压器熔断器爆炸事故原因分析和处理建议

学术论文 2018-09-25 11:13:13
  1 事故概述 
  2016年2月1日19:01分,某单位35KV所用变熔断器手车柜发生爆炸,该所用变为变电所提供照明、空调等日常用电外,还为EPS和直流屏提供交流电源。事故造成35KV线路上级跳闸,进线失电。导致输油泵停运。抢维修队接到抢修任务后迅速组织人员同生产科一同赶赴现场。通过变电站运行值班人员对事故经过进行了咨询后,对发生事故的原因进行了分析,并就相关信息对涉及厂家进行了验证。维修队随即对所用变各项参数进行了检测,对熔断器进行绝缘及耐压测试、对35KV母线进行了耐压试验。变电站已将异常信息上报公司,公司设备处就受损设备的更换已与厂家进行了沟通,待新设备到场后进行更换。 
  此次事故造成部分设备不同程度损毁:熔断器B相爆炸,弧光导致绝缘支柱、上触头、绝缘防护罩损坏严重,底盘车钢构件变形,A、C两相也受到不同程度的损伤。35KV所用变柜内触头绝缘套管B相外沿碳化,活门及柜壁熏黑,柜顶防爆门崩开。 
  2 事故原因分析 
  2.1人为因素 
  由于该设备是在正常运行过程中偶然发生,没有进行人为的相关操作,可以排除人为因素。 
  2.2熔断器 
  导致熔断器爆炸的原因主要来自瞬时大电流,其次是熔断器本身的质量和选型问题。 
  2.2.1瞬时大电流的产生 
  该熔断器手车所带负载只有35KV所用变,容量为50KVA,只为变电所提供低压电源,正常负荷很小,不存在过负荷运行。经对所用变绝缘、柜内触头绝缘套管及熔断器手车绝缘检测,不存在相间及接地短路。 
  2.2.2熔断器本身的质量和选型问题 
  熔断器作为过载和短路保护元件,在断流容量选择正确的情况下应该能正常熔断以切断故障电流,并能快速灭弧,不至于发生爆炸。只有在瞬时大电流达到相当高的极限情况下才可能发生爆炸。基于以上原因,厂家在熔断器本身的质量和选型上还有待进一步确认。 
  2.3负荷确认 
  在对所用变三相负荷分配情况进行确认发现各项实际负荷所占总容量的百分比如下:A相:38%; B相:8%; C相:2%。负荷分配不均,存在不平衡电流。 
  2.4变压器检查 
  对变压器进行排查时发现该变压器的联接组别号为Yyn0,由于35KV电力系统属于中性点不接地系统,故该变压器一次绕组中性点不允许接地。该变压器的联接组别号一次绕组为星Y形联接而非YN形联接,二次绕组为yn0形联接,即一次绕组中性点不接地,二次绕组中性点接地(通过电话联系变压器厂家工程师得以确认,一次绕组中性点不允许接地)。但现场查对发现该变压器实际接线为一次绕组中性点已接地。这种接线方式的变压器在运行过程中,当三相负载电流平衡时,中性点几乎无不平衡电流,而三相负载电流不平衡时,中性点有不平衡电流流过,与二次侧中性点形成环流。当不平衡电流达到一定数值时即形成瞬间大电流造成熔断器熔断。加上熔断器本身可能存在的质量问题和瞬时大电流超过熔断器的断流容量而导致熔断器爆炸,形成弧光短路,导致地方变电站配出柜速断保护动作跳闸。 
  2.5变压器联接组别号及设计图纸确认 
  通过对厦门华电设计图纸的查验,发现其设计图显示一次绕组中性点接地,与变压器铭牌所示联接组别号冲突。 
  3 事故处理 
  抢维修队对现场进行查看后,对事故相关设备进行了性能检测。变压器绝缘电阻测试、耐压试验、绕组直流电阻测试。测试结论为合格;35KV配电柜母线绝缘电阻测试、耐压试验。结论为合格;变压器二次侧低压电缆绝缘电阻测试。结论为合格;熔断器手车损坏较严重,考虑到金属构件变形和绝缘支柱受高温后的机械强度和绝缘性能已无法保证,相关检测不能作为依据。变压器一次绕组中性点接地线已拆除。生产科和抢维修队已就事故情况和原因分析意见及时向相关领导作了汇报,也对公司设备处的询问进行了详细汇报,并与设备厂家进行沟通。公司设备处已联系厂家近期尽快赶到现场进行调查处理。 
  4 事故处理建议 
  鉴于弧光放电产生的高温对绝缘支柱及金属构件的破坏,部分修复难以保证运行的安全性和可靠性,建议对熔断器手车整体更换;鉴于熔断器在熔断过程中发生了爆炸,建议厂家对熔断器的断流容量进行重新计算,对熔断器重新选型;鉴于柜内触头绝缘套管B相外沿碳化,A、C两相绝缘套管也可能受到一定影响,虽然绝缘检测和耐压试验合格,但对今后长期运行的可靠性不能保证。所以建议将柜内A、B、C三相触头绝缘套管更换;鉴于本次事故造成越级跳闸,导致35KV进线失电,扩大了停电范围,也给日后恢复送电时与地方供电局的联系和送电程序增加了难度。建议取得公司设备处同意后,对新沟站35KV进线柜设置速断保护。鉴于EPS电源三相负荷量显示38%、8%、2%建议新沟站35KV所用变恢复运行后,对所带负荷进行调整,尽量达到三相负荷平衡,尽量降低或消除所用变二次侧中性点电流。变压器一次绕组中性点拆除,不再接地,严格按接线组别号接线。 
  5 结语 
  在某单位35KV所用变熔断器手车柜发生爆炸之后,抢修队和生产科对事故经过进行了咨询并对现场各项数据参数进行检测并能够进行熔断器绝缘和耐压试验以及对35kV母线进行了耐压试验等一系列检测之后对事故原因进行了排查和分析,最终确定是由于负荷分配不均而导致不平衡电流、熔断器本身存在质量问题、以及变压器联接组别号与设计图纸存在冲突等原因而导致的。之后拆除变压器一次绕组中性点接地线,并联系厂家到现场进行调查处理。但是提出了对熔断器手车进行整体更换、对熔断器进行重新选型、将柜内A、B、C三相触头绝缘套管更换、对新沟站35KV进线柜设置速断保护、对所带负荷进行调整、严格按接线组别号接线等处理建议,以供参考。
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