自2015年起,国网山东蒙阴县供电公司所属的大部分变电站10 kV电压互感器都相继更换为JFZS-10G抗谐振电压互感器,一次故障得到很好的消除,但10kV电压互感器二次回路仍存在故障率上升趋势。二次电压不稳定,影响设备安全运行。
1 现状调查
根据2015年1-12月检修记录统计,共发生10 kV电压互感器二次回路故障12次。
(1)2015年1月,花果庄站10 kV电压并列切换装置烧坏,当时只有I段电压互感器运行,切换把手置“并列”位置,后台II段显示三相电压值分别是:57.3,56.8, 0 V;2015年5月岱固站10 kV电压并列切换装置烧坏,I段装置电压采自经II段电压互感器切换后电压。I段装置无电压显示。
(2) 2015年4月,蒙阴站10 kV保护装置发“电压互感器断线”信号,装置显示W相电压过低。通过对电压互感器隔离开关辅助接点两点之间,上下端交叉测量判断是隔离开关辅助接点接触不良引起。在2015年的7月刘官庄站、8月垛庄站分别出现隔离开关辅助接点接触不良单相电压低现象。
(3)2015年6月,岱固变电站10 kV装置报“电压互感器断线”信号。经检查,10 kV电压回路端子排接头松动。8月新城站10 kV电厂联络线装置报“电压互感器断线”信号。10 kV装置板后电压输人正常,经检查确认是装置内部故障。
(4)2015年6月,在更换鲁光站10 kV I段电压互感器时,二次绕组级别混接,出现计量不准确。2015年7月,在更换界牌站10kVII段电压互感器时,装置显示电压分别为58.5,0,100.6 V,经查V相绕组尾端未接地,W相电压指示为VW相线电压。2015年9月,在改造垛庄站10 kV电压回路时,出现三相无电压,检查隔离开关辅助接点选取错误。2015年10月,常路站投运时,没带任何负荷,在给10 kV母线充电,切换把手至“并列”位置,I段电压开关在分位时,下端电压显示正常;II段电压开关在分位时,开关下端无电压。经检查,II段切换后电压没有并联到电压并列切换装置上。2015年10月,常路站投运线路充电时,10 kV I段装置显示电压相位相差1800,经检查,电压互感器极性接反。
2 原因分析
2.1电压切换原因
电压切换开关在频繁切换I,II段电压时由于切换位置继电器的容量小,在切换过程中断开大电流的能力差,导致插件烧坏。
2.2辅助接点接触不可靠
电压互感器隔离开关的辅助接点应与隔离开关的位置相对应,当电压互感器停用(拉开一次侧隔离开关)时,二次回路也应断开。这样可以防止切换状态下双母线上带电的一组电压互感器向停电的一组电压互感器通过二次反充电,致使停电的电压互感器二次熔断器烧坏。有的辅助接点由于运行环境差,长时间的风化、潮湿等原因会产生锈蚀;有的多次地分合摩擦,会使辅助接点接触不良;此外还存在改造电压互感器回路时,在隔离开关的位置与辅助接点的位置不对应时接点选取错误的情况。
2.3 10 kV装置原因
一方面10 kV电压互感器二次回路在运行中出现装置内部元件损坏,导致内部信息紊乱误发信号,是出厂元器件质量存在问题;另一方面,装置后面出现电压输人接头松动现象,是因为对回路接线检查不到位。
2.4 10 kV电压互感器二次回路检查方法不当
由于在施工设计阶段时动作原理复杂而造成原理性缺陷,或者由于对施工设计意图理解不准确,在安装过程中容易出现回路接线错误的缺陷,这些缺陷对下一阶段的工作会直接造成质量方面的影响,因此需要在投产前予以检查和消除。
3 制定对策
在新建、扩建及10 kV电压互感器二次回路改造工程中,工期确定且较为紧迫时,面对全站已经接线完毕的10 kV电压互感器二次回路,如何在投运前做好检查?以前采用过施工图审查和对接线完毕的回路进行核对检查的方法。通过模拟设备工作原理和现场走线的方式,组织专家会审设计方案,从源头、原理上对缺陷实施控制;以前还采用绝缘电阻表测量回路电阻的方法来检查回路的正确性,这样存在很大的偶然性。二次回路接线的正确性及各元器件的安装连接可靠性得不到全面的检验,导致了回路故障次数占总故障次数的一半以上。
针对这个问题,我们对10 kV电压互感器二次回路接线完毕后,采取自行组织人力、物力,运用各级调试的方法,对二次回路内各元件的电压、相位等情况进行全面、细致的检查,以判别10 kV电压互感器二次回路接线是否正确,有无接地、短路点等。这种方法需要耗费大量人力。
经过进一步探讨,我们提出一种新的试验方法:通过在接线完毕的现场施加模拟实际运行工况条件,对二次回路进行缺陷性检查的方法。我们称它为二次回路通电试验法。
4 对策实施
4.1实施方法
如图1所示,利用外加电源接人二次回路。为防止反送电,先拉开电压互感器一次侧隔离开关,取下一次侧熔断器,用保护箱在负荷断路器上侧向回路输入单相正序100r V电压,试验电压依次通过QF负荷开关)-QS接点(隔离开关的辅助接点)-DP端子排)一DSA304(电压并列切换装置)一(DSA113)各10 kV保护装置。在端子排处和各电压元件接线端子上测量电压,各处电压值应与电压端电压相对应。以v相加人测试交流电压为例,线传送电压降可忽略不计(路径短且线径粗);V1, V2 , V3 , V4 , DSA304装置各显示值接近则各回路环节正确;若V1, V2, V3, V4, DSA304装置任意处无电压指示,则断路点在对应测量处之前。然后依次对U相、V相进行测量。
4.2实施效果
2016年3月通过与春检工作相结合,提前制定详细预案措施,模拟运行状态下发现5处故障,分别是:电压互感器二次负荷断路器一相未合;隔离开关切换不到位;端子排接线压线不紧,接头接触不良;切换装置未送装置电源及把手位置不对应;线路装置插件接线松动。通过10 kV电压互感器二次回路通电试验法各位置电压显示情况,能够准确定位故障点,即验证故障点确定原则:断路点在对应测量指示错误处之前。10 kV电压互感器二次回路通电试验法的正确运用,能够减少故障查找及消除时间,提高检修效率,节省检修时间。