电力系统故障分析5电力母线故障课件.pptx

1、001点击添加相关标题文字处理故障不当引起母线失压第五部分 电力母线故障05故障故障简述简述措施及措施及建议建议相关原相关原理理经验教训经验教训故障故障分析分析001点击添加相关标题文字处理故障不当引起母线失压故障简述故障经过某电厂220kV开关站采用SF6气体绝缘金属封闭开关设备（简称GIS:Gas Insulated Switchgear），4号机组开机并网后，报“4号发变组差动回路异常”信号。经多方检查，初步判断原因为4号发变组差动电流互感器CT6 B相内部断线。检修人员将该间隔CT6 B相气室内SF6气体抽至零表压后（该气室内还有1个大气压的SF6气体），打开B相气室端盖，对断线进行处

2、理后回装好端盖，在对气室抽真空时，报“220kV D母线复合电压动作”、“220kV D母线保护动作”信号，连接于D母线上的所有电气元件全部跳闸，D母线失压。在对电流互感器CT6 B相进行检查处理时，相关安全措施为断开204开关，拉开4C刀闸、4D刀闸，合上4D0接地刀闸。返回故障分析故障分析（1 1）现场检查情况故障后立即停止CT6断线处理作业相应的工作，组织人员对D母线保护装置进行全面检查，经检查保护装置未见异常，保护动作正确，排除D母线保护误动的可能。同时，D母线转检修，组织人员对D母线保护范围内的所有设备外观、绝缘等进行排查试验。当打开4D刀闸的观察孔时，发现4D刀闸B相静触头屏蔽罩已

3、击穿，其它地方未见异常。初步判断D母线保护动作的原因：220kV 4D刀闸B相静触头因屏蔽罩击穿对设备外壳放电。故障原因分析（1）开关站4号机发变组进线间隔示意图如图5-2所示，间隔内的SF6气体用盆式绝缘子，分隔成不同的气室，电流互感器CT6、4D刀闸同处一个气室，4D刀闸的静触头直接连接在D母线上，带有220kV电压。为了处理电流互感器CT6 B相断线故障，必须抽出该气室的SF6气体，开盖进行，处理过程中该气室一直保持1个大气压的SF6气体（即零表压的SF6气体）。经厂家出厂前试验，此种情况可以耐受额定电压，因此4D刀闸静触头没有对外壳放电。故障处理完后回充SF6前，必须对该气室进行抽真空

4、，抽真空的过程中绝缘强度不断降低，降至击穿强度时，4D刀闸静触头对外壳放电，造成触头屏蔽罩击穿，D母线失压，这是故障的直接原因。故障分析故障分析（2 2）图5-2故障分析故障分析（3 3）检查处理断线故障前，检修人员对GIS开关站设备性能掌握不全面，特别是GIS各气室间隔位置不清楚，在制订安全技术措施时考虑不周，没有将与之相连的D母线停电，是导致故障发生的主要原因。技术管理不到位，GIS开关站各间隔气室位置图未整理成册，工作人员不了解GIS开关站各间隔气室的具体情况，是导致故障发生的一个重要原因。故障原因分析（2）故障原因分析（3）厂内的安全管理不到位，对重大设备缺陷的处理不当，开工前未召开安

5、全技术分析会，未制订安全技术措施，是导致故障发生的另一个重要原因。返回经验教训重视和加强继电保护装置的运行和维护，及时消除二次回路和装置上的缺陷和隐患，满足电力系统对继电保护装置的基本要求即“四性（选快敏靠：选择性：是关键；速动性：满足必要的要求，用Top/Tact衡量；灵敏性：即保护范围，越大越好，用Ksen衡量；可靠性：最重要，要求不拒动不误动，用Krel衡量）”。加强对设备的巡视，提高设备管理水平和检修质量。加强安全培训，提高安全意识，严格执行各项安全制度，防止人为事故的发生。合理安排要求母线检修方式，减少任一母线故障对系统造成的影响。返回母线停电前应落实各项安全措施，做好事故预想。保证

6、及提高母线差动保护投入的可靠性。措施及建议请制造厂有关人员或专家到现场对GIS使用维护等进行讲授指导，使全厂工作人员进一步熟悉GIS设备内部结构，掌握设备的性能和操作维护，避免类似事故的发生。开展变电站双母线接线采用三相线路电压互感器的可行性研究。加强技术管理工作，修编和完善机电设备检修维护规程及其它设备检修维护规程，绘制GIS各间隔气室平面布置图，完善厂内相关图册。加强安全管理。对重大缺陷的处理，在开工前一定要组织各相关部门人员召开安全技术分析会，制订出行之有效的安全技术措施，实施方案及危险点控制措施，严格按制订的方案措施组织施工。加强电网临时特殊方式下风险预控分析及控制，降低薄弱方式下出现

7、系统解列或区域电网失电风险。强化职工的安全理念，牢固树立“安全第一”的思想，深入学习安全规程和设备检修规程的规范并严格执行，使职工的工作规范化、制度化，消除工作中人的不安全行为和物品的不安全状态，保证正常的安全生产。返回相关原理1母线故障母线故障的现象母线保护动作（如母线差动等）、断路器跳闸及由故障引起的声、光信号等处理原则当母线故障停电后，现场值班人员应立即汇报值班调度员，并对停电的母线进行外部检查，尽快把检查的详细结果报告值班调度员不允许对故障母线不经检查即强行送电，以防事故扩大。找到故障点但不能迅速隔离的，若为双母线中的一组母线故障时，应迅速对故障母线上的各元件检查，确认无故障后，冷倒（

8、冷备用情况下倒闸）至运行母线并恢复送电。如果是联络线要防止非同期合闸。找到故障点并能迅速隔离的，在隔离故障点后应迅速对停电母线恢复送电，有条件时应考虑用外来电源对停电母线送电，联络线要防止非同期合闸。相关原理1母线故障处理原则双母线中的一组母线故障，用发电机对故障母线进行零起升压时，或用外来电源对故障母线试送电时，或用外来电源对已隔离故障点的母线送电时，均需注意母线差动保护的运行方式，必要时应停用母线差动保护。3/2接线的母线发生故障，经检查找不到故障点或找到故障点并已隔离的，可以用本站电源试送电，但试送母线的母线差动保护不得停用。当GIS设备发生故障时，必须查明故障原因，在将故障点进行隔离或

9、修复后才能对GIS设备恢复送电。经过检查找不到故障点时，应用外来电源对故障母线进行试送电，禁止将故障母线的设备冷倒至运行母线恢复送电。发电厂母线故障如条件允许，可对母线进行零起升压，一般不允许发电厂用本厂电源对故障母线试送电。相关原理2母线失电母线失电母线本身无故障而失去电源判别依据同时出现下列现象该母线的电压表指示消失。该母线各出线及变压器负荷消失（电流表、功率表指示为零）。该母线所供厂用电或所用电失去。相关原理2母线失电处理原则总则：对多电源变电站母线失电，要防止各电源突然来电引起非同期单母线应保留一个电源断路器，其它所有断路器（包括主变和馈供断路器）应全部拉开。双母线应首先拉开母联断路器

10、，然后在每一组母线上只保留一个主电源断路器，其它所有断路器（包括主变和馈线断路器）应全部拉开。如停电母线上的电源断路器中仅有一台断路器可以并列操作的，则该断路器一般不作为保留的主电源断路器。发电厂母线失电后，应立即将可能来电的断路器全部拉开。有条件时，利用本厂机组对母线零起升压，成功后将发电厂（或机组）恢复与系统同期并列；如果对停电母线进行试送，应尽可能用外来电源。失电恢复相关原理3母线失压失压原因误操作或操作时设备损坏，导致母线故障。母线及连接设备的绝缘子发生污闪故障，或外力破坏、小动物等造成母线短路。运行中母线设备绝缘损坏，如母线、隔离开关、断路器、避雷器、互感器等发生接地或短路故障，使母

11、线或电源进线保护动作跳闸。线路上发生故障，线路保护拒动或断路器拒跳，造成越级跳闸。线路故障时，线路断路器不跳闸，一般由失灵保护动作，使故障线路所在母线上的断路器全部跳闸。没有装失灵保护的，由电源进线后备保护动作跳闸，母线失压。母线保护误动作。高压侧母线失压，可能同时使中、低压侧母线失压（即主变压器一次侧母线失压，引起二次侧母线失压）。相关原理3母线失压故障表征母线电压表、失压母线各分路及电源进线的电流表、功率表均指示为零。母线及连接设备的绝缘子发生污闪故障，或外力破坏、小动物等造成母线短路。失压母线上所有的跳闸断路器绿灯闪光，即断路器和手动控制开关位置不一致：断路器在分位、手动控制开关在合后（

12、常规电磁继电器控制方式）。微机综合自动化变电站，监控后台机显示失压母线上所有的跳闸断路器闪动，微机保护装置的断路器位置指示“跳闸”灯亮（或闪光）。报事故音响信号即蜂鸣器。判断依据保护动作情况和断路器跳闸情况，仪表指示，对站内设备检查的结果、站内有无操作和工作等。相关原理3母线失压判断方法母线差动保护的范围为母线及连接设备（包括电压互感器、避雷器、各母线侧隔离开关、断路器），即各母线差动保护用电流互感器以内的所有设备。因此，母线差动保护动作使一段母线上的各分路及分段（或母联）断路器跳闸，一般为母线及连接设备故障。在线路（或设备）发生故障时，保护动作而线路断路器拒绝跳闸时，断路器失灵保护在较短的时

13、限内跳开故障元件所在母线上的所有断路器及分段（或母联）断路器。失灵保护动作跳闸使母线失压，一般都为线路（或变压器）故障越级。此时，故障范围比较容易判别，故障元件的保护有信号，断路器仍在合闸位置。母线及连接设备发生故障时，主控室各表计有强烈的冲击摆动，在故障处可能发生爆炸、冒烟或起火等现象；因此，故障一般明显可见。安装了母线保护和失灵保护失灵保护启动条件故障元件保护出口继电器动作以后不返回，断路器没有跳闸。故障元件的保护范围内仍有故障。同时具备相关原理3母线失压判断方法未安装母线保护和失灵保护电源主进线保护（一般为后备保护，如变压器过流保护等）动作跳闸，并且联跳分段（或母联）断路器，使母线失压。

14、保护动作情况各分路中有保护动作信号母线及连接设备无明显异常线路故障越级跳闸各分路中没有保护动作信号母线及连接设备故障线路故障越级跳闸断路器因二次回路或机构原因拒动而越级站内一次设备无问题保护拒动发现断路器位置指示灯不亮保护装置指示灯灭保护有异常信息报告报出“控制回路断线”或交流“电压回路断线”信号相关原理3母线失压处理原则当母线因故失压（确定不是由于电压互感器断线或二次快速开关跳开），值班人员应立即拉开失压母线上所有断路器（包括母联断路器），对母线设备进行全面检查，汇报调度。经检查母线故障不能运行，有备用母线的应立即倒闸至备用母线上供电。双母线运行，有一条母线故障造成失压后，值班人员应立即检查

15、母联断路器应在断开位置，然后将所有线路倒换至无故障母线上恢复供电。（对GIS设备不能确定母线故障部位，不能直接用倒母线的方法恢复供电，防止事故扩大）若母线保护停用，母线失压，经与调度联系后，可按下列办法处理：单母线运行时，应立即选用外电源断路器试送一次，试送不成功，倒换至备用母线上送电。双母运行时，应先断开母联断路器，分别用外电源断路器试送电。当母线因母线差动保护动作而失压时，按下列方法处理：相关原理3母线失压处理原则迅速隔离故障点，并拉开母联断路器及两侧隔离开关及故障母线电压互感器二次小开关，电压互感器一次隔离开关。首先将主变断路器恢复在非故障母线上运行。与调度联系，将跳闸的分路断路器恢复到

16、非故障母线上运行。如双母线运行，因母线差动保护有选择性动作，被切除母线上无明显故障，应迅速与调度联系，选用外电源断路器试送母线一次，应尽量避免用母联断路器试送，有明显故障时，可将全部进出线倒换至非故障母线上运行。相关原理3母线失压注意事项当母线及中性点接地的变压器断路器被切除后，应立即合上另一台不接地变压器的中性点接地刀闸，同时监视运行主变不得长时间过负荷运行。单母线运行时，需倒换到备用母线供电时，一定要检查备用母线无工作、无地线等。35kV母线发生故障时，应首先尽快恢复站用变运行。在恢复各分路断路器送电时，应防止非同期并列。相关原理4GIS简介高压配电装置的型式空气绝缘的常规配电装置，英文全

17、称Air Insulated Switchgear，简称AIS母线裸露直接与空气接触，断路器可用瓷柱式或罐式混合式配电装置，简称HGIS母线采用开敞式，其它均为六氟化硫气体绝缘开关装置六氟化硫气体绝缘全封闭配电装置英文全称Gas Insulated Switchgear，简称GiS运行可靠性高、维护工作量少、检修周期长，其故障率只有常规设备的20%40%由于SF6气体的泄漏、外部水分的渗入、导电杂质的存在、绝缘子老化等因素影响，都可能导致GIS内部闪络故障。GIS的全密封结构使故障的定位及检修比较困难，检修工作繁杂，故障后平均停电检修时间比常规设备长，其停电范围大，常涉及非故障元件。优点缺点谢谢