真空断路器因操作过电压造成设备烧毁的事故分析(2)
3.3真空断路器发生操作过电压的实质
笔者所在的制氧配电站,使用的是真空断路器,真空断路器虽然有熄弧能力极强的特点,但由于我单位供电网络大、复杂,系统的负载种类较多,有电机类、变压器类、整流变类、电弧炉等。而且负载的多变极易引起系统参数发生变化,使用真空断路器在进行分、合时,极有可能引起系统操作过电压,这是因为真空断路器在关合过程中,即预击穿或触头发生弹跳时,真空断路器触头有瞬间存在电流过零点之前即被强行切断现象,截流后电感中的磁能再向杂散电容放电,将电感中储藏的能量就将全部转化为电能,易发生操作过电压,这种过电压主要产生在相间,一般为相电压的2.5~4Uxg。过电压源向系统周围扩散,对供电系统设备产生危害,从而造成重大设备事故和经济损失。
根据这一思路,经技术人员检查发现,现有电抗高压柜没有装防止过电压装置,仅I段母线装有一组ZnO避雷器,标准要求,见表1,从此来看,传统避雷器的工频放电电压约是相对地电压的4.5倍,对限制雷电过电压是有效的,但对限制2.5~4倍的真空断路器操作过电压就毫无效果。因此,发生此次事故的主要原因是真空断路器没有加装相应的过电压保护装置。
4解决措施
经过分析,找出了造成真空断路器因操作过电压引起的电抗器烧毁的原因,根据上述的分析,选用合格的TBP三相组合式过电压保护器,安装在电抗器进线侧,按作业指导书对空压机进行送电,送电后,空压机经过电抗器限流启动完成后,电抗器短接转入空压机正常运行。
TBP三相组合式过电压保护器,由于采用对称结构,其中任意三相可分别接入被保护设备进线侧A、B、C三相,其接地端接入接地级。该装置具有阻容吸收器和避雷器的双重功能,有效解决了操作过电压的高陡度和高幅值,从而限制真空断路器操作过电压,消除站内母线避雷器保护的盲区。现仅列举电机类TBP工频放电电压(表略)。
通过比较可看出三相过压保护器特点:
①独特的单间隙设计,使动作更加稳定可靠,提高了瞬时状态下过电压的能力;
②其达到动作后消除截波和续流的产生,间隙不再承担灭弧任务,仅起截断工频电压的作用,使其冲击系数降到1成为现实;
③其针对不同类型负载如电动机类;发电机、变压器、母线类;电容器类共分三类进行个性保护,同时合理科学地选取ZnO各项技术参数解决了续留、载波冲击系数等问题,综合辩证采用“三相一地”的过电压保护理论,使相间过电压大大降低(与普通避雷器相比下降了60%~70%),更加可靠地保护了被保护设备的绝缘安全;
④在系统发生较高谐振过电压时,由于间隙击穿,在电网中突然接入电容,在破坏了谐振条件,阻止了振荡,有利于消除谐振过电压。
5结语
随着国家对电力系统安全运行要求的提高,配电站作为电力系统的基本运行单元,其安全性对电力系统的安全有重要的意义,如何防止配电站内部事故的发生,避免事故的扩大,需要不断的总结分析事故发生的原因,本文就是基于这种理念,建议使用真空断路器操作的开关设备,为确保配电站安全运行,必须安装过电压保护器,以提高供电系统网络设备的安全可靠性,保证安全供电,确保供电系统设备运行正常。
参考文献:
[1]周泽存.高电压技术[M].北京:水利电力出版社,1994.
[2]DL/T596-2005,电力设备预防性试验规程[S].
[3]JGJT16-92,民用建筑电气设计规范[S].
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