FSR高速开关柜爆炸案例分析

FSR高速开关柜爆炸案例分析
一、事件现象
2009年元月11日晚18时55分，枞阳海螺公司一、二期总降当班值班电工听到一层6kV开关室发出连续爆炸声，立即查看，发现二层电缆通道有浓烟冒出，随后总降整体停电。

此时总降一层6kV开关室烟雾笼罩，部分设备还在燃烧，公司领导赶到现场后，立即组织人员灭火。

（图一、事故图片-快速开关柜与隔离开关柜损坏现状）
火被扑灭后检查发现：6kV开关室Ⅰ段母排上的母联柜、1#发电机并网柜、所用变柜及Ⅱ段母排上的快速开关柜、PT柜、2#主变进线柜已彻底烧毁，6kV两段间母线桥彻底烧毁坍塌，其余20台开关柜均受到短路
电流的冲击和短路时的电弧熏烧、二次部分基本烧毁、柜体和手车绝缘基本被破坏，同时总降6kV室也遭受到较严重损坏，内部墙壁粉刷脱
落，部分玻璃破碎。

（图二、Ⅰ、Ⅱ段母线联络柜、发电机并网柜及所用变柜损坏现状）
二、原因分析
1、事故现场勘查，一层6kV开关室内保护设备基本烧毁，二层监控室内保护屏及监控计算机完好，计算机恢复上电后，监控数据完整记录了整个事故发生过程。

保护装置记录的数据如下:
部分保护装置整定值
序号定值名称整定值延时
11#主变低后备过流保护定值
25000KVA
5.83*3000/5=3498A
（额定电流1800A）
1.2s
22#主变低后备过流保护定值
25000KVA
7.00*2500/5=3500A
（额定电流1800A）
1.2s
36kV母联过流保护定值8.65*2500/5=4325A0.9s
事故发生时，部分保护装置动作数据
序号保护动作时间保护动作名称保护状态
1
2009.01.11
18:52:54.807
电容四过电压报警间隙动作
2
2009.01.11
18:53:03.394
过压报警持续动作
3
2009.01.11
18:53:23
接地报警报警
4
2009.01.11
18:53:24.609
母联过流保护动作
5
2009.01.11
18:53:24.898
1#主变低后备过流保
护
动作
6
2009-01-11
18:53:24.898
2#主变低后备过流保
护
动作
以上定值和保护动作故障数据表明，各电气柜的保护装置工作正
常，保护逻辑正确可靠。

由于录波数据量较大，上传时间较长，二次设备及通讯线路在事故瞬间燃烧损坏，录波数据上传不尽完整。

分析如下：18:52:54.807系统先发生单相接地，导致另外两相电压升高，系统过压保护间隙动作，直到18:53:03.394系统零序电压持续20秒超过25V，于18:53:23发出母线接地报警，18:53:23.700左
右，母联和两台主变后备同时感受到故障电流，由于动作延时不同，母联过流保护在18:53:24.609（保护动作延时整定为0.9s）动作，
1#、2#主变低后备过流保护在18:53:24.898分别发出跳闸信号，并且1#、2#主变低后备保护同时跳主变高低压侧开关。

虽然1#、2#主变及时跳开，但以爆炸点为中心，沿母排向Ⅰ、Ⅱ段6kV开关柜蔓延，致使开关柜高压室元件在高温条件下继续燃烧。

2、事故现场状况：一层6kV开关室Ⅱ段母排上快速开关柜（含隔离刀）损坏最为严重，快速开关的下桩头与隔离刀连接母排全部熔融，C 相母排不复存在，柜体前门、侧护板全部炸飞。

因短路爆炸产生了巨大的冲击力和高温，现场环境及元器件均遭破坏。

由于快速开关柜内连接母排存在设计不规范（母排塑封不完整，柜内母排、开关、相间和二次控制之间未隔离，熔断器固定不可靠），特别是无泄压通道，避雷器安装在靠近水平母排下方，存在较为严重的安全隐患。

3、结合以上分析认为本次事故的直接原因是避雷器未按照《电力设备预测试验规程》要求定期进行测试，在长时间承受系统接地过电压爆炸，引起上方母排短路爆炸，短路电弧和高温气体造成开关起火燃烧。

由于大容量开关柜未采取有效的隔离和泄压措施致使连接母线多次短路爆炸，并使事故扩大并波及Ⅰ、Ⅱ段母排上的开关柜，形成“火烧连营”的现象。

（图三、完好快速开关柜）
4、设备成套技术人员技术水平和谈判深度不够，未严格审查设备厂家
产品技术规范和设计图纸，该产品型式试验报告及相关产品的资质证明。

设备验收及安装调试验收不规范、不严格，成套产品质量不高；从总降后台及继保收集的资料可见部分继保的整定值过大，未能起到有效保护；母联设备和FSR本身保护不完善；在母排大电流或故障短路情况下无有效的控制保护手段，以上几点是导致故障扩大的主要原因。

三、事故教训
通过本起事故产生的原因分析、反思，在吸取本起事故教训基础上，认真按照以下要求定期开展该类设备检测及维护工作，确保系统安全稳定运行。

1、按照《电力设备预防性规程》要求定期对该类设备进行检测，避免设备带隐患运行。

2、对电力系统中已采用的大容量快速开关柜（以下简称：FSR 柜），日常做好以下工作：①定期对FSR柜所有的连接螺栓进行检查紧固、主回路及控制回路进行绝缘电阻测试、进行工频耐压实验，控制装置的电流动作设定值定期进行检测。

②对系统一次和FSR二次联锁控制和信号进行检查、确认，如电站侧快速开关FSR动作输出的干接点信号与发电机出口的断路器（52G）进行电气运行联锁；总降母联处的快速开关FSR动作输出的干接点信号与母联处的断路器进行运行联锁是否正常。

③安装在电站侧快速开关FSR的工作、动作、报警三个输出信号是否引到余热发电DCS系统；安装在总降母联处的快速开关FSR工作、动作、报警三个输出信号是否引至总降微机综合保护系统或熟料线DCS系统。

3、严格按下列要求对FSR柜和中压母线系统进行日常维护和安全
防护检查：①FSR柜的日常维护要严格按照《大容量高速开关装置运行及维护规程》执行。

②组织子公司认真开展检查FSR柜安全防护，完善所有电气通道的封堵。

4、设备成套人员对设备供应商产品技术规范进行全面梳理完善，资质和型式试验等相关报告审查，并做好设备进场的验收工作。

5、专业管理人员定期开展对供配电系统进行检查和维护工作，重点查看电缆沟、中压母线系统的散热，做好系统通风散热、清灰及螺栓紧固等工作，规范并完善维护记录。