gis盆式绝缘子单相接地事故分析及处理

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1、木座水电站GIS接地事故分析及处理刘德翼（四川华能涪江水电有限责任公司，四川成都610041）摘要：介绍了华能木座电站252kV气体绝缘组合封闭电器（GIS）盆式绝缘子破裂引起接地故障的原因、现象和处理。并在文中说明了GIS设备的比较优势，提出了GIS设备在制造、安装、检查、试验、运行环节上的建议。关键词：GIS盆式绝缘子接地分析处理1.概述木座水电站位于四川省绵阳市平武县西北部涪江上游左岸最大的一级支流火溪河上，装机容量为2×50MW木座水电站。电站电气主接线方式为发电机-变压器单元接线。电站出线共3回，1回220kV出线与上游自一里电站相连，一回220kV出线与下游阴坪电站

2、相连，一回220kV出线接入江油天明变电站。气体绝缘封闭式组合电器（GIS）是随着绝缘技术的发展而产生的，由断路器、隔离开关、接地开关、电流互感器、电压互感器、避雷器等主要电气设备组合而成，采用具有优异灭弧能力和绝缘能力的SF6气体作为绝缘介质。GIS组合电器具有结构封闭紧凑、占用面积小，运行不受外部环境影响、不产生噪音和无线电干扰，故还具有环保的优势，安装方便，维护工作量少，运行安全可靠等优点。木座电站GIS由上海西安高压电器研究所设计、生产及安装。额定电压等级为252kV，主母线采用三相共箱，断路器和分支母线采用三相分箱结构。主接线方式为分段母线接线，共有母线PT间隔2组、

3、出线间隔3组、进线间隔2组、母线联络间隔1组，线路侧接地开关采用快速接地开关，断路器操动机构为ABB进口液压弹簧机构，隔离开关、接地开关（包括快速接地开关）采用电动操作机构，均由西安高压电器研究所生产。相关技术参数及主接线如下：型号ZF1-252额定电压252kV额定短时工频耐压395kV额定雷电冲击电压950kV额定电流2000A额定短时耐受电流40kA/3s断路器SF6气体压力(20℃表压)0.6Mpa断路器气体报警压力0.55Mpa断路器气体闭锁压力0.50Mpa其他气室压力0.4Mpa其他气室报警压力0.35Mpa1.事故经过2007年9月24日晚，#2主变处于空载状态

4、，#1主变压器处于运行状态。#1主变压器低压侧10kVⅠ段母线41DL断路器合闸，站用变压器41B带全部站用电，外引400VⅢ段处于热备用，400V站用电备自投装置投入。220kV线路保护、220kV母线保护、#2主变压器、#1主变压器保护都投入。2009年9月25日凌晨，400V站用电消失，400V备自投启动，外引400VⅢ段电源投入。GIS#1主变压器汇控柜上“变压器断路器SF6气体低报警”光字牌动作，#1主变压器断路器室SF6气体压力由额定压力0.60Mpa降低至0.52Mpa，#1主变压器高压侧气室压力由额定压力0.40Mpa升高为0.52Mpa。集控中心计算机监控系统

5、报“1#主变压器差流速断保护动作”的信号。现场检查发现变压器保护动作信息如下:主变差流速断C相动作保护动作时刻：2007年09月25日00时15分42秒保护动作时间：15ms保护故障序号：560共有18个动作数据01高压侧A相电流12.01∠049°A02高压侧B相电流11.90∠049°A03高压侧C相电流23.91∠229°A04低A分支A相电流0.00∠000°A05低A分支B相电流0.00∠000°A06低A分支C相电流0.00∠000°A07低B分支A相电流0.00∠000°A08低B分支B相电流0.00∠000°A09低B分支C相电流0.00∠000°A10低C分支

6、A相电流0.00∠000°A11低C分支B相电流0.00∠000°A12低C分支C相电流0.00∠000°A13A相差动电流12.01A14A相制动电流12.01A15B相差动电流11.90A16B相制动电流11.90A17C相差动电流23.91A18C相制动电流23.91A1.故障分析根据GIS本身的报警信号和SF6气体压力变化分析，初步判断主变高压侧气室和断路器气室SF6气体已经贯通，气室之间的盆式绝缘子应该破裂并且接地导致变压器保护差流速断保护动作。根据继电保护动作情况分析，主变保护动作，而母差保护、线路保护均未动作，排除220kV母线和线路发生接地故障的可能。变压器保护

7、A相动作电流与B相动作电流相位一致，幅值大小基本相同。#1变压器保护A相故障电流与B相故障电流之和等于C相故障电流，且相位差为180°。母差保护的一组CT安装在断路器的主变高压侧，而变压器差动保护的一组CT安装在断路器的母线侧侧，根据保护配置、保护范围以及保护用CT的安装位置，结合汇控柜1#主变高压侧间隔的相关压力变化情况确定，故障相为C相，故障点应该发生在变压器保护范围之内和母差保护范围之外的区域。接地故障原理图和相量图如下：综合以上分析，按照#1主变间隔的气室结构和分布，确定故障点为#1