相间过压保护器故障分析与防范.doc

相间过压保护器故障分析与防范当A，B，C三相中，任意两相发生过电压时，P1，P2，P33个保护单元中的相应两相则通过各自的间隙组件两两并联后，再通过P4放电保护，氧化锌阀片导通限压。过电压消失后，因氧化锌阀片的泄漏电流很小，放电间隙组件自动恢复。1.2相对地过压保护原理当A，B，C三相中，任意一相与地发生过电压时，P1，P2，P33个保护单元中的相应一相和接地相P4之间通过各自的间隙组件串联放电保护。2某电厂MOP-6D相间过压保护器故障情况2.1真空接触器和熔断器回路故障跳闸732开关故障跳闸，检查发现：接触器A，B相熔断器熔丝熔断，过电压保护器A，B相间击穿。解体后测A，B两相电阻片绝缘电阻均为零，A相电阻片瓷面有一击穿烧熔痕迹，B相放电间隙烧毁。2.2真空断路器回路故障跳闸720开关故障跳闸，现场检查发现：过电压保护器爆炸，断路器间隔后柜门被气浪冲开，隔板变形。当天下午，706，708开关相继故障跳闸，现场检查发现：过电压保护器爆炸，断路器间隔后柜门被炸出，隔板变形；出线硅橡胶绝缘层烧尽；电缆头三相绝缘层均烧毁，故障进一步扩大为6kV母线短路。3原因分析3.1氧化锌电阻片质量分析(1)氧化锌电阻片在正常情况下承受运行电压，其流过的阻性电流分量是很小的。阻性电流分量的大小决定于电阻片的伏安特性，电阻片的伏安特性因配方和制造工艺而异，随着运行时间增大，其阻性电流也逐渐增大，引起电阻片特性的劣化。(2)电阻片的阻值与温度有关，电阻片温度升高时，泄漏电流增大，导致劣化加剧，而劣化又影响热稳定性。(3)在上述因素的叠加作用下，再加上这批过压保护器电阻片的质量有问题，伏安特性达不到保护的要求，则在发热大于散热时就会发生热击穿，使电阻片损坏。3.2运行切换产生过电压分析由于辅机较为频繁的定期切换运行方式，在操作过程中产生的操作过电压，也会使电阻片泄漏电流增大，加剧老化。且电阻片具有累积效应，在电、热的双重作用下，可能发生热击穿和电击穿。3.3设计原理分析设计不合理，制造存在缺陷，内部构件耐压、散热性能不能满足要求，也是导致故障的原因。采用三相四星接线原理，并且每个保护单元电阻片的参数为原系统普通氧化锌避雷器参数的一半，因而P4发生故障时，相对地的保护将降至原参数的50%；在P1，P2，P3之一发生故障时，相间保护也将降至原参数的50%。另外，采用氧化锌非线性电阻串联放电间隙，虽解决了荷电率的问题，但放电间隙不稳定。表现为：两组间隙串联，由于杂散电容的作用，工频放电具有不可预见性；由于氧化锌电阻片的伏安特性呈非线性，使得间隙具有预放电现象，低于稳定放电值较多，预放电现象表现不稳定。3.4三相合为一整体的结构分析MOP-6D型相间过压保护器采用高分子聚合物材料为外壳及相间绝缘，一次成型。虽然体积小，结构紧凑，但它的弱点是不利于散热，在电阻片存在质量问题时，此弱点愈显明显。3.5从交接试验数据分析在交接试验中发现17组的试品中有5组的绝缘电阻在工频放电和交流耐压试验后下降明显，将近占总数的1/3，可以初步判定这批产品的质量有问题，这也是造成故障的重要因素。3.6回路保护配置分析该电厂相间过压保护器安装于6kVB段。6kVB段采用高阻接地，保护动作于发信号。对于真空接触器和熔断器组合回路，当MOP-6D击穿时，熔断器熔丝熔断，故障切除；而对于真空断路器回路，当MOP-6D击穿时，由于保护发信号，回路故障不能迅速切除，导致电阻片发生热崩溃，并产生高能量，导致过电压保护器爆炸，造成故障进一步扩大。电阻片应具有良好的非线性伏安特性，陡波影响良好，通流能力强，使得陡波冲击残压、雷电冲击残压、操作冲击残压的保护裕度接近一致，在保持工频放电稳定性的同时降低冲击系数。4.2对脱扣器的要求选择的脱扣器应具有准确、安全、可靠的特点，在避雷器出现异常时能安全释放内部过高的压力，不至造成损坏进一步扩大。4.3参数的选择条件允许时参数的选择应趋于保守。4.4对电阻片通流容量在出厂试验时的要求氧化锌电阻片不仅在各种动作负载下能承受住放电能量，而且还必须在放电后，电阻片处于高温状态下，即使有运行电压作用、泄漏电流有所增加，也不会在持续电压下发生热崩溃。对电阻片放电容量水平的评价指标必须符合以下3条规定：(1)在雷电过电压或操作过电压作用下不至形成破坏的放电能量限度；(2)反复动作负载试验过程中，参考电压等有关特性的变化在允许范围内；(3)动作负载试验后，温度升高，在持续运行电压作用下，经过规定时间，泄漏电流不应有实质性变化，不发生热崩溃。4.5防潮的要求要求密封性能好，严防保护器内部受潮。4.6绝缘材料的要求要求耐压水平高，耐脏污。4.7荷电率选取的要求荷电率的选取直接影响保护器的使用寿命和可靠性。荷电率偏高时，可提高保护器的保护性能，但会加速老化；荷电率偏低时，保护器的保护性能降低，但会减缓老化，可提高其对暂态过电压的耐受能力。在国外，荷电率一般取为70%80%。4.8在中性点非有效接地系统中的使用问题在中性点非有效接地系统中应考虑合理选用保护器，以保证其保护效果和可靠性。这是由于中性点非有效接地系统一般无故障自动切除装置，其单相接地允许运行时间可达2h或更长，其健全相电压可升高至最高线电压。另外，还应考虑切空线过电压、切空载变压器过电压、弧光短路接地过电压等方面对保护的要求，选择时应按GB11302的规定执行。4.9与继电保护的配合过电压保护应与系统继电保护相配合，以达到理想的保护效果。4.10试验标准严格按福建省电力有限公司颁布的电力设备交接和预防性试验规程(试行)的标准和要求进行试验。在试验时应对试验数据进行比较、分析。若从数据上看，绝缘电阻、工频放电电压、交流耐压都未超过规程规定，但试后绝缘电阻明显下降，就应引起足够重视，必要时可缩短定期试验周期。第 5 页 共 5 页