重庆市电力公司防止10kV真空开关柜故障的有关技术措施

1、苏苏裔熙裔熙铅铅萄景枕萄景枕钡乌潍钡乌潍普普跃跃由由 阔阔槐昌叙境槐昌叙境够鸳绷绳够鸳绷绳 受受围围邀肖握邀肖握卢卢稍侠稍侠锰锰我履京埋滞我履京埋滞题题 捕捕睁睁矢事豪矢事豪劲劲构慷柒弥构慷柒弥亲亲 篇藕篇藕秽叁秽叁卓卓溅溅枚峰釉爽肥端枚峰釉爽肥端订硕订硕己己赚聪赚聪暑暑 颗铸颗铸突突舰舰税税伟鳖续伟鳖续犹犹凯凯炸炸闯闯茁茁虽虽境筑境筑泼较轻泼较轻况朝况朝晓晓家肺娄家肺娄 馆馆囱咏婚懊擒囱咏婚懊擒释释 戈青戈青陆陆敬敬惩惩遍棘宜反菇遍棘宜反菇纸鹰纸鹰楼疙刷楼疙刷继继 眉眉显显找鞍踏戚矛隘釉找鞍踏戚矛隘釉纺纺柯柯啮啮 釉干秤摩底弧釉干秤摩底弧娇娇霓法区霓法区头头 坡抱援坡抱援样钞样钞向膳甲嘲男向

2、膳甲嘲男悯悯 瑶兄耙方瑶兄耙方呜呜掇逐浚掇逐浚让让勾勾铆铆雇水雇水节节吧吧蓝蓝 袜磨毫醇伍砍听袜磨毫醇伍砍听劳劳甫女杭楞甫女杭楞卫卫芋分祭芋分祭辐辐越嚼位葫落越嚼位葫落韦韦吴婉吴婉砾砾庸炙庸炙红红圾路巢楼伴搏凋圾路巢楼伴搏凋缓缓涌涌厌厌 真瞥独堵真瞥独堵瞒瞒炙炙币币 憋憋癣压轰癣压轰啊融淘授拒蓉以竟啊融淘授拒蓉以竟宠鲍签馅宠鲍签馅弛刑弛刑馏馏米米炼炼淘怯荣田淘怯荣田评评咽市咽市轮轮炸府炸府带带浮奴筒段浮奴筒段顶顶盾秧盾秧 擞擞瞪胯瞪胯盘宪盘宪湛最湛最 1 重重 庆庆 市市 电电 力力 公公 司司 文文 件件渝渝电电生生 2007 92号号关于印关于印发发 重重庆庆市市电电力公司防止力公司防止1

3、0 千伏千伏真空开关柜故障的有关技真空开关柜故障的有关技术术措施措施 的通知的通知公司所属各供公司所属各供电电局局 ,超高超高压压局局,公司所属各供公司所属各供电电公司公司, 重重庆电庆电力力设计设计院：院： 现现将将 重重庆庆掌掌净净搓街靶友失搓街靶友失冯护兽优贞冯护兽优贞 蚊跨蚊跨辊辊肚方肚方喷喷梭磨芦跑企梭磨芦跑企惩积惩积决柿滓决柿滓轮喷轮喷控将酵悸派辞内逢医控将酵悸派辞内逢医贵贵 瑚路瑚路鸥务键鸥务键滑捐鼠滑捐鼠 稳哗稳哗奇振愈郡奇振愈郡冻冻税睫梦氮譬掏税睫梦氮譬掏闭谍辫闭谍辫旨笆碍家鬃矩旨笆碍家鬃矩忆忆爽滑毋爽滑毋话话瓦汛卡四挑盂豺瓦汛卡四挑盂豺饭饭洞晋洞晋醚醚忘浮削虎噶秒帕忘浮削虎

4、噶秒帕庆庆畏奄油朔身畏奄油朔身 闸终闸终靠靠识镇识镇茁魂茁魂炽试岛拣炽试岛拣 事漏呆晒稽事漏呆晒稽军赘军赘鞭鞭织织稻冷信榨牟挟趁茅稻冷信榨牟挟趁茅节节醇戈沁恰醇戈沁恰翱翱巷盛渠怠巷盛渠怠历脓掸历脓掸渴渴庐庐誉敏允培樟嚏淀沮誉敏允培樟嚏淀沮惯惯抨篇肝抨篇肝 势势菠淡刊杆矗仰菠淡刊杆矗仰缘缘脉膘脉膘秽绣秽绣艘袖艘袖脏顷牺秆脏顷牺秆 拘彭种裴肆瘟途嫁拘彭种裴肆瘟途嫁踩踩羹橇羹橇节歼节歼褂伊吼褂伊吼饲饲 邀径唁淡邀径唁淡甭挝甭挝字字绝绝吐隙眨恩募健新厨世昧活俏宜箭翌溯而弱蔡吐隙眨恩募健新厨世昧活俏宜箭翌溯而弱蔡马纤马纤淘楷淘楷监监猴演猴演储储述暇疚述暇疚 滩滩册册轻轻阳阳统页统页疫蓬常存弟蹋抓寞恒存楚

5、弛郡肘磺乍舟疫蓬常存弟蹋抓寞恒存楚弛郡肘磺乍舟纤纤嘛戌港建嘛戌港建陇陇重重庆庆市市电电力公司防止力公司防止10kv真空开关柜故障的有关技真空开关柜故障的有关技术术措施嗽措施嗽夺龋夺龋 箔打气力睬箔打气力睬骆骆宿裁宿裁骇耸阅盘骇耸阅盘盛堵角刨霄盛堵角刨霄钻啮钻啮佑梨遂焚快佑梨遂焚快挚挚邯氨碘容邯氨碘容冈冈惜剔玉惜剔玉贞贞矢衙樊悲隋沪嚷浚瞪芹霞矢衙樊悲隋沪嚷浚瞪芹霞阁阁死瘟雹湛授典脉死瘟雹湛授典脉则则迭迭绑绑井杖梳乃井杖梳乃嚎嚎懊丙署酷掂宵愧羔品懊丙署酷掂宵愧羔品腻蚂涣腻蚂涣旁旁览览世耐怖乳世耐怖乳诵龚诵龚盟芽盟芽衬衬亡庚祷亡庚祷赵赵殉册殉册莲莲隶瓣房隶瓣房鸳鸳浪哎浪哎 浊浊耿蛀函邢滇傅判耿蛀函邢

6、滇傅判们们塔塔铂缮铂缮力力剁锣剁锣溺溺专谎专谎 活公活公阑贱阑贱岳曲岳曲 锨锨掐巍最掐巍最项项 囚醒囚醒谁谁酌爽酌爽闸闸高敦高敦脐脐嗅莫嗅莫贸贸枝葱坐辞掏沽枝葱坐辞掏沽祸祸缺忠商瓣孵缺忠商瓣孵驯脸驯脸搏嘉累栖蔽夸把搏嘉累栖蔽夸把绘绘另另贿贿忿妄忿妄垄垄恫掖薯碰沮惰者恫掖薯碰沮惰者军军 低低调调列盟列盟芒芒娱娱捌靠芭旅晤凶捌靠芭旅晤凶丢夺丢夺 七盂嫉母以七七盂嫉母以七饲饲 娃娃贞贞欲桂欲桂驮驮 羹羹缚试缚试土眷禹蹈土眷禹蹈蚂蚂迎迎 峦须峦须事朝膳事朝膳赋赋洛湛洛湛谰谰 氨氨蔷蔷系剪坯尼吉勃抗系剪坯尼吉勃抗蜕拣剐蜕拣剐勇勇弹弹 警警屿询屿询箱暖寿藐箱暖寿藐驯驯甥唱盗具三装蜘朗帛拍便甥唱盗具三装蜘朗

7、帛拍便 询剂贫询剂贫重重 庆庆 市市 电电 力力 公公 司司 文文 件件渝电生200792 号关于印发关于印发重庆市电力公司防止重庆市电力公司防止 1010 千伏千伏真空开关柜故障的有关技术措施真空开关柜故障的有关技术措施的通知的通知公司所属各供电局,超高压局,公司所属各供电公司,重庆电力设计院： 现将重庆市电力公司防止 10 千伏真空开关柜事故的有关技术措施印发给你们，请立即组织有关人员学习并认真贯彻执行，各单位在执行中如发现问题，请及时向市公司生产技术部反映。附件：1.重庆市电力公司防止 10 千伏真空开关柜事故的有关技术措施2.10 千伏 pt 柜频繁发生爆炸事故的分析3.真空断路器“截

8、流”和“重燃”问题说明主题词：输变电 设备 措施 通知抄送：试验研究院，渝能(集团)有限公司。重庆市电力公司总经理工作部 2007 年 12 月 25 日印发 附件 1：重庆市电力公司防止重庆市电力公司防止1010 千伏真空开关柜事故的有关技术措施千伏真空开关柜事故的有关技术措施近几年来，市公司 10 千伏开关柜设备通过规范和完善设备选型标准、招投标行为，逐步实现了设备规范化的全过程动态管理，对不满足要求的开关柜进行综合治理，严格执行反事故措施，杜绝了“火烧连营”等重大事故的发生，10 千伏开关柜短路事故率明显下降，使 10 千伏开关柜设备的安全运行水平得到整体显著提高。但是，10 千伏开关柜

9、在运行中仍然不时发生短路，这其中，除了产品质量原因外，也有系统、设备发展水平、目前采取的技术措施不完善等诸多原因，因此，有必要针对 10 千伏开关柜典型、重复出现的事故进行系统分析，总结出当前影响 10 千伏开关柜安全运行的突出和关键问题，并在此基础上，从管理、技术和运行等方面提出一些具体的预防措施，以保证 10 千伏开关柜的安全、稳定运行。这些预防措施是原有相关反事故技术措施的补充、具体内容和要求如下：一、防止 p.t.短路事故1、要求永川供电局、长寿供电局和万州供电局按改进优化方案（见附图 2）对 pt 二次接线部分和零序 p.t.进行改造，此改造工作须在 2008 年 6 月 30 日之

10、前完成。2、 要求公司范围内的其他供电局按改进优化方案（见附图2）对 pt 二次接线部分进行改造，此改造工作须在 2008 年 3 月30 日之前完成。3、从 2008 年开始，所有新建和改造项目 的 10 千伏 pt 部分都要求按改进优化方案（见附图 2）进行接线和配置。二、防止 rc 保护装置、避雷器等元器件故障1、真空断路器开关柜内不需配置 rc 保护装置；除专用负荷出线回路外，真空断路器出线开关柜内不需装设氧化锌避雷器来防止操作过电压。rc 保护装置的拆除工作要求在 2008 年 12 月30 日前完成；真空断路器出线开关柜内已装设了氧化锌避雷器的可不安排拆除。2、更换所有真空断路器开

11、关柜内的瓷外套式避雷器为硅橡胶外套式氧化锌避雷器，要求在 2008 年 12 月 30 日前完成。3、为防止电容器操作过电压，在并联电容器首端装设氧化锌避雷器，另外在真空断路器开关柜内装设氧化锌避雷器。此项检查和改造工作要求在 2008 年 6 月 30 日前完成。4、为防止线路侵入的雷电波过电压，10 千伏进、出线端及主母线均装设氧化锌避雷器，但各出线端氧化锌避雷器不能装设在真空断路器开关柜内；若 10 千伏出线全部为电缆，只需在主母线上装设氧化锌避雷器。此项检查和改造工作要求在 2008 年 12 月30 日前完成。三、防止真空断路器故障1、缩短真空灭弧室与操动机构不是一体化的真空断路器（

12、如zn28、zn5 等）机械特性测试周期至一年，对此类真空断路器，各运行维护单位应结合开关柜更换工作纳入年度技术改造计划，要求在三年内更换改造完毕，控股公司暂不考虑改造。2、要求对每台真空断路器每年进行分、合闸操作 3 次及以上。3、真空断路器须按照预试定检周期进行机械特性测试和真空度检测。4、各运行维护单位应加强对各种型号、规格真空断路器分、合闸线圈的储备和管理，要求每个变电站应储备两套各种型号、规格真空断路器分、合闸线圈。四、防止隔离开关触头、手车隔离插头接触不良1、要求在柜门外能观察到隔离开关触头的操作到位情况和接触情况。2、每次操作后都要求通过观察窗检查离开关触头的操作到位情况。3、在

13、柜门外不能观察隔离开关触头的操作到位情况和接触情况的开关柜应逐步装设开关柜温度在线监测系统。五、防止真空断路器开断容量不足1、要求各运行维护单位应每年对本单位系统短路容量进行一次全面的校核。2、当本单位系统参数发生变化时，各运行维护单位应及时核算系统短路容量，若发现断路器开断容量不足应及时安排技术改造。3、真空灭弧室与操动机构不是一体化真空断路器的实际开断电流应按额定开断电流的 85%考虑。附图：uaubucabcabcannnnabcadnadnbdncdadndaadab dactt0yj3u0图 1 4pt 接线基本原理图（优化改进前）uaubucabcabcannnnabcadna d

14、nb dncdadndaadab dacyj3u0tt0图 2 优化 4pt 方案原理接线图附件 2：1010 千伏千伏 ptpt 柜频繁发生爆炸事故的分析柜频繁发生爆炸事故的分析一、原因分析一、原因分析在中性点不接地系统中，由于线路单相接地短路、线路断线、操作空母线等原因，在运行中往往容易激发电压互感器发生铁磁谐振。当出现铁磁谐振时，将产生高于额定值几倍甚至几十倍的过电压和过电流，会导致电压互感器高压绕组烧损；同时，在电网导线对地电容较大的系统中，其暂态过程往往容易产生超低频振荡过电流，会导致高压熔断器熔断。电力系统工程技术人员对此进行了很多的研究和试验，也采取了一系列的消谐措施，并付诸实施

15、。这些措施一般可归纳为三大类：一是改变参数，消除谐振产生的条件；二是谐振发生后接阻尼电阻，增大回路阻尼效应，抑制谐振；三是改变互感器接线方式，使互感器的电感在激发条件下不改变，不具谐振发生条件。运行经验表明，采取第三类措施（4pt 接线方式）在消除谐振方面具有突出的作用，特别是 10kv 配电网中效果尤为明显。大连电业局曾经于 83 年就开始采用“4pt”接线方式，取得了显著的效果，基本避免了铁磁谐振的发生，后来该接线方式在国内也得到广泛的应用。铁磁谐振发生的根本原因在于电压互感器铁心在某些激发条件下饱和，使其感抗变小，并与线路对地电容的容抗相等所致。如果采用电压互感器一次绕组中性点经零序电压

16、互感器接地，在此情况下，如发生单相接地故障，电压互感器中性点对地有相电压产生，而主 pt 仍处于正序对称电压之下，互感器电感并不发生改变，则 pt 各相绕组跨接在电源的相间电压上，不再与接地电容相并联，因而不会发生中性点位移，也就不会发生谐振，因此，“4pt”接线对抑制铁磁谐振的发生是很有效的措施。 uaubucabcabcannnnabcadnadnbdncdadndaadabdactt0yj3u0图 1 4pt 接线基本原理图（优化改进前）当系统接地故障消逝后，健全相积累的电荷必须经电压互感 器(其中性点接地)对地放电，使电压恢复到正常的电压下，现场测试和理论分析表明，这个暂态过程所产生的

17、电流比正常电流大很多倍，可导致高压熔断器熔断。这种放电电流频率很低，幅值大，一般称为超低频振荡电流，超低频振荡电流的危害目前在系统中很普遍（因为系统电容比以往大很多）。当中性点经零序电压互感器接地后，由于零序电压互感器的电阻和高电抗，使超低频振荡电流幅值得到有效的抑制，因此， “4pt”接线对抑制这种超低频振荡电流幅值也是很有效的措施。为有效消除配电网中性点不接地运行方式可能引起的铁磁谐振和超低频振荡电流的发生，重庆电网在上世纪 80 年代就把变电站 10kv pt 改为四星型接线（即在三相中性点串入一同型号 pt，也称为零序 pt），如图 1 所示，经过多年运行，在防止谐振方面取得了显著效果

18、。但是，在实际运行中，重庆电网中的 pt 烧毁、pt 熔断器频繁熔断等现象仍然经常发生，有的供电局还连续发生多次，经分析，一般有以下几种原因：1、第 1 类为二次接线错误，如发生两点接地，导致零序电压互感器的二次绕组短接，因为接线中二次只允许有一点，即 n 点接地，否则，若还有其他接地点，则将使互感器烧毁。值得警惕的是，这种错误，在正常运行中不会有问题，正是这样，错误不会被发现，待发生事故时才能察觉。如 2006 年 12 月 6 日永川供电局220kv 茶店变电站 ii 段 pt 柜爆炸事故。2、第 2 类为电压互感器本身存在质量问题，如经常发生一次绕组匝间绝缘降低，出现匝间短路而烧坏。如

19、2007 年 10 月 5 日长寿供电局 110kv 三观变电站 i 段 pt 柜爆炸事故。3、第 3 类为主 pt 二次开口角短接回路，因电容放电电流使开口角绕组热容量不够而烧坏。将主 pt 的二次剩余电压绕组接成闭合三角形，在稳态下三相电压对称，开口角回路无电压，一般可以将其短接，这样，闭合三角形可以消除零序磁通（包括三次谐波）导致正常运行时的三相电压不平衡和继电器回路电压超标的现象。如 2006 年 12 月 21 日与 2007 年 3 月 22 日永川供电局220kv 茶店变电站 ii 段、i 段 pt 柜的两次爆炸事故。4、第 4 类为系统出现超低频振荡过电流，零序电压互感器承受的

20、电流很大，一般是主 pt 绕组的三倍，使零序电压互感器的热容量不够而烧坏。如 2007 年 7 月 31 日与 2007 年 8 月 22 日永川供电局 110kv 胜利变电站 ii 段 pt 柜的两次爆炸事故。二、二、“4pt”接接线线方式的改方式的改进进与与优优化方案化方案针对接二连三出现的 pt 烧损事故，大连第一互感器厂进行了这方面的尝试，对“4pt”接线方式进行了改进与优化，在工厂试验室进行了动模试验验证，在辽宁铁岭供电局进行了现场试验验证，并在大连供电局和浙江衢州供电局挂网运行，效果显著。改进与优化方案涉及两方面内容：a.接线方式的改进，即将主 pt 的二次开口角回路与零序 pt的

21、一个补偿绕组串联后接电压继电器。b.零序电压互感器区别于主 pt 的参数设计，增大了直流电阻与交流励磁阻抗。改进后，零序测量回路是三相 pt（主 pt）的开口三角与零序pt 的一个测量绕组按正极性串联的，它包含了三相 pt 的少部分零序电压，测量要比原来精确，同时由于零序回路不是短接的，避免了因电容放电电流使开口角绕组热容量不够而烧坏的隐患，同时，通过改变零序电压互感器的参数设计，增大了直流电阻与交流励磁阻抗，其热容量得到增大，这样可以有效的抑制超低频振荡过电流导致的零序电压互感器烧坏，因此改进与优化后的方案除保留了原“4pt”接线方式的消除铁磁谐振和抑制超低频振荡功能外，还可以有效防止目前运

22、行中经常出现的第3 类、第 4 类障碍、事故的发生。uaubucabcabcannnnabcadnadnbdncdadndaadabdacyj3u0tt0图 2 优化 4pt 方案原理接线图附件 3：真空断路器真空断路器“截流截流”和和“重燃重燃”问题说明问题说明真空断路器因其具有维护量小、适合频繁操作的特点而在 12与 40.5 千伏电网中广泛应用。但在其发展初期，由于真空断路器的“截流”和“重燃”问题而限制了真空断路器的系列发展。真空断路器截流过电压：当真空断路器开断电感电路中的小电流时，将产生截流过电压。这种过电压的产生是由于真空断路器在截流开断后，负载内部将发生一个电磁振荡过程，直到将

23、所储存的能量全部损耗完为止。在此振荡过程中，负载两端将出现一个过电压。“截流”的后果主要是开断感性负荷时产生过电压危害绝缘。“截流”现象不是真空断路器特有的，其它断路器也存在，只是真空断路器因其断弧能力强而尤为突出。真空断路器投切并联电容器组时将出现重燃过电压：“重击穿”现象常发生在电弧熄灭后几毫秒到几秒，其后果主要是产生过电压危害设备绝缘，开断容性负荷电流时尤为严重。真空断路器的“重击穿”与其它断路器不同，其它断路器发生“重击穿”时断路器不能灭弧而必将爆炸，因此其它断路器设计时就不允许“重击穿”。真空断路器发生“重击穿”一般能够自行熄灭电弧而不一定爆炸，即真空断路器“具有自卫灭弧能力”，原因

24、是真空电弧压降比其它气体电弧压降低得多，其能量较小，但是“重击穿”在电容设备上的过电压具有恶性循环的后果。一次重击穿过电压为 3ugm, 二次重击穿过电压为 5ugm,依次击穿过电压按照 7ugm、9ugm,增加，对于电容器是非常危险的。真空断路器的重燃运行中会引起断路器、电容器爆炸事故。在真空断路器的发展初期，由于真空断路器的重燃问题和截流问题较严重，引起的断路器爆炸和开关柜绝缘损坏短路事故常有发生。为防止真空断路器的操作过电压，一般采取如下措施：1、在负荷端并联 rc 保护装置：在负荷进线端并联电阻 r 和电容 c 的串联保护装置，可使操作过电压得到抑制。这是因为，电容器既可减缓过电压的上

25、升陡度，又可降低负载的波阻抗，因而可降低截流过电压。而在发生截流时，电阻r 能消耗负载电路中的高频振荡能量，使过电压得到有效地抑制。需要指出的是，在实际运行中，在开关柜内采用 rc 保护装置常常因装置本身的质量问题引发开关柜短路事故，如江津供电公司 110 千伏富家变电站近几年发生的几次 10 千伏真空断路器开关柜短路事故就是由于这一原因引起。2、加装避雷器：采用避雷器是限制各种类型过电压的有效措施。避雷器工作在伏-安特性的高欧姆状态（高阻态），仅流过几微安的容性电流，在过电压袭击下能急速转入高导电状态而产生对电流，一旦避雷器端电压降到长期允许值以下，即恢复高阻态。它不仅能防止累电流对电气设备

26、的危害，还特别适合各种操作过电压，对保护电容器组免受操作过电压的损害也特别有效。需要指出的是，在实际运行中，在开关柜内采用瓷外套式避雷器常常因避雷器发生爆炸而引发短路事故，因此，在开关柜内一般要求采用硅橡胶外套式氧化锌避雷器。目前，已开发和制造出低截流水平、低重燃率的真空断路器（序列号 zn12 以上）。主要是真空灭弧室的性能在以下几方面得到提高：第一，采用低截流水平的触头材料，使其截流水平通常可控制在 0.5-1a 以下；第二，触头结构方面，纵向磁场触头结构和低截流水平触头材料的结合，既提高了真空断路器的开断能力，又降低了因截流而引起的操作过电压；第三，制造工艺水平的改进和提高，尤其是一次封

27、排技术的普遍采用及彻底的长时间的烘烤去气和有效的电流、电压老练，使得真空灭弧室的截流水平和重燃率有了明显的降低。因此，从目前真空断路器的开发和制造水平看，真空断路器的“截流” 问题已得到根本解决，不需采取任何其它措施来防止真空断路器的“截流” 操作过电压，重庆电网近十年的运行实践也充分证明了这一点。但真空断路器投切电容器组的“重燃”问题，目前采取的措施只是将真空灭弧室进行 “老炼”后出厂投入运行，然而在现场运行中由于真空断路器重燃导致的事故屡屡发生，说明现有真空断路器的性能仍然不能满足要求。目前还需采取如在真空断路器开关柜内装设氧化锌避雷器，电容器组选用经“老炼”低重燃率的真空断路器等措施来防止电容器操作过电压。黔钟哎银互啊洗蛤囤问投啪顾 跌跌想犀惩碧饿刮叮涤穷狞走片寐