kV安定站断路器故障报告V

1、500kV安定站5021断路器故障简要报告冀北检修公司运维检修部2014-2-27一、5021断路器故障情况说明1、故障前的运行方式安定变电站全站设备正常运行方式，无操作，无检修任务。天气晴，微风，环境温度5度。安定站500kV 甲段母线主接线图2、设备故障过程描述2014年2月27日11时46分，安定变电站1号甲母线两套主保护动作，安都线两套主保护动作，500kV1号甲母线5041、5031、2号主变5011、分段511开关，安都线5021三相、5022A相跳闸， 5022重合闸动作，重合成功。现场检查5021 A相（线路侧）套管断裂，5021-2隔离开关（5021断路器侧）支柱和操作绝缘子

2、折断，导电臂跌落变形。5021断路器三相在分位，A相SF6气体压力为0Mpa，防爆膜完好。B、C相压力正常。3、保护动作情况3.1保护配置情况500kV1号甲母线保护配置为：RCS-915E母差保护（南瑞继保）、BP-2B母差保护（长园深瑞）500kV安都线保护配置为：MCD-H1纵联电流差动保护（复用64K通道、日本三菱）、RCS-931A纵联电流差动保护（复用64K通道、南瑞继保）5011、5021、5022、5031、5041断路器保护配置为：RCS-921A断路器保护（南瑞继保）511断路器保护配置为：CSC-121A断路器保护（北京四方）3.2保护动作情况分析1) 故障情况2014年

3、2月27日11时46分02秒，安定站500kV1号甲母线、安都线保护动作，5011、5021、5031、5041、511开关三相跳开；5022开关A相跳开，重合闸动作，重合成功。A相故障电流有效值约38kA，A相残压30%，故障持续时间50毫秒。故障发生后697毫秒5022开关重合闸动作，5022开关重合成功。2) 保护动作情况经分析，5021开关先发生A相断相故障，约150毫秒后发展为A相接地故障。以发生A相接地故障时刻为“0”时刻，保护动作时序如下：（1）500kV1甲母线RCS-915E母差保护： 13毫秒（2）500kV1甲母线BP-2B母差保护： 19毫秒（3）安都线MCD-H1纵联

4、电流差动保护： 23毫秒（4）安都线RCS-931AS纵联电流差动保护： 34毫秒（5）5011开关RCS-921A断路器保护： 31毫秒（6）5021开关RCS-921A断路器保护： 30毫秒（7）5031开关RCS-921A断路器保护： 32毫秒（8）5041开关RCS-921A断路器保护： 32毫秒（9）511开关CSC-121A断路器保护： 24毫秒（10）5022开关RCS-921A断路器保护： 40毫秒（11）5022开关RCS-921A重合闸动作： 697毫秒注：以上保护动作时序以A相接地故障发生时刻为“0”时刻计算。经初步分析，5021开关A相发生故障，故障点在500kV1号甲

5、母线母线差动保护和安都线线路保护的保护范围内，1号甲母线保护和安都线线路保护同时动作，1号甲母线边断路器5011、5021、5031、5041、511开关三相瞬时跳开；安都线线路保护跳A相动作，5022开关A相跳开，经重合闸延时，5022开关A相重合成功。保护装置动作正确，无问题。4、故障恢复情况13:40分安都线5021断路器转冷备用；14:25分500kV1甲母线恢复正常方式运行；16:04分5021断路器转检修。5、5021断路器基本情况该断路器为2012年国家电网集中招标第3批中标产品，同批次冀北地区还有安定站5013断路器。该断路器为北京ABB高压开关设备有限公司生产，2013年9月

6、出厂。5013、5021断路器更换为华北分部2012年技改项目，因5013和5021断路器短路开断电流为50kA，不满足现有系统短路电流要求，5013、5021断路器分别于2013年11月和2013年12月投入运行。设备铭牌参数如下：调度号5021产品型号550PM63-40额定电压550kV额定电流4000A额定短路开断电流63kA额定频率50Hz额定操作压力0.70MPa辅助回路额定电压（AC）380V额定雷电冲击耐受电压1675、1675+450kV额定操作冲击耐受电压1175、1175+450kV出厂编号1360410089 01A/01B/01C总重（包括SF6气体）5561kg安装

7、日期2013年11月制造日期2013/09运行日期2013.11.28生产厂家北京ABB高压开关设备有限公司6、5021-2隔离开关基本情况5021-2隔离开关为西门子生产，2006年9月投运。调度号5021-2型号KR51-MM31额定电压Ur 550kV额定电流4000A额定雷电冲击电压UP 1675kV额定短时电流Ik/3S 63kA编号(A相)06/K60010898A出厂日期2006.09.15编号(B相)06/K60010898B编号(C相)06/K60010898C额定峰值电流Ip 160kA运行日期2006.09.20生产厂家西门子(杭州)高压开关有限公司二、现场检查情况1、现

8、场检查5021断路器A相线路侧套管从中下部胶合部位断裂（见图一），5021-2隔离开关（5021断路器侧）操作瓷瓶与支持瓷瓶从根部折断，隔离开关导电部分连同一次引线跌落在地面，一次引线扭曲变形。断路器套管内部导电杆掉落，根部有电弧烧蚀痕迹，落于距本体约6米处，套管内部均压罩掉落，扭曲变形严重，同部分瓷套碎片散落于距5021开关本体约50米处，A相SF6气体全部释放，压力为0Mpa，B、C相SF6气体压力0.7Mpa，三相开关液压机构压力正常。该断路器瓷套为抚顺电瓷制造有限公司生产。断路器导电杆1号母线侧线路侧图一：5021断路器故障现场情况2、SF6气体状况检查采用SO2检气管对B、C进行分析

9、，无变色。对B、C相气体进行SF6组分分析，数据如下：调度号相位SO2H2SCOHF5021B0.030.030.40.035021C0.040.040.50.04B、C相SF6气体组分无异常。3、附近设备检查情况对5021断路器附近支持瓷瓶和套管进行检查，无异常。三、现场开盖检查情况检查断裂瓷套断裂面，断裂面为瓷套中节和下节粘接面，断裂面平整（见图二）。打开5021A相两侧手孔盖，断路器（线路侧）套管升高座下法兰部位存在放电痕迹，法兰1/3区域存在电弧烧伤痕迹（见图三）。断路器（母线侧）套管均压筒存在严重变形（见图四）。断路器底部无异物，罐体、灭弧室外观无异常。图二：5021断路器A相（线路

10、侧）套管断裂处图三：断路器升高座法兰烧伤情况图四：5021断路器A相（母线侧）均压筒变形故障断路器示意图内部放电位置瓷瓶断裂位置母线侧线路侧四、初步原因分析从故障录波及5021断路器故录动作情况来看，0时刻前150毫秒，5021断路器A相正常负荷电流消失，随后出现对地故障电流约38kA。从套管断裂部位来看，断裂面为瓷套中节和下节粘接面，断裂面平整。初步分析认为断路器线路侧瓷套机械强度不足运行中粘接部位突然断裂，套管上半部分连同导电杆及均压筒在内部压力作用下向上运动飞出，飞出过程中，导电杆底部与罐体发生放电形成接地故障。断路器套管断裂导致5021-2刀闸瓷瓶断裂。具体原因需进一步分析。五、下一步工作安排1、2月27日5021断路器A相拆除并返北京ABB工厂；2、2月28日17:00时5021断路器维修后送达现场；2、2月28日17:00-19:00新断路器本体就位安装；3、2月28日19:00-24:00进行套管安装,清理罐体；4、3月1日1:00-3:00进行抽真空；5、3月1日3:00-8:00真空保持时间；6、3月1日8:00-12:00充SF6气体至额定压力；7、3月1日12:00-3月2日12:00机械特性试验，二次接线、传动，喷涂RTV、加装增