110kV曲河變電站10KV西母PT爆炸原因分析

李銀鋒 李勇

摘要：在變電運行中PT爆炸是一種很嚴重的故障，造成此故障的原因有很多，其中諧波引起此故障的十分普遍，造成的危害也大，如何控制諧波污染，防止此類故障的發(fā)生，是我們電力生產(chǎn)中的一個急需解決的問題。

關(guān)鍵詞：PT爆炸 熔斷 接地 諧波

一、事故經(jīng)過

2013年04月06日09時48分曲變值班員匯報：曲變10KV東西母失壓，10KV高壓室內(nèi)冒煙嚴重。09時49分調(diào)度自動化監(jiān)控發(fā)現(xiàn)：曲10KV母線A相電壓非金屬性接地，并在09：20-09：45間持續(xù)下降，曲102過流跳閘。10時32分吳家村操作隊值班員匯報：曲10KV西母PT及避雷器爆炸，站內(nèi)二次線燒壞，曲102過流跳閘。令其斷開曲10KV各分板開關(guān)、曲100開關(guān)。10時33分通知變電工程部檢修人員：曲10KV西母PT及避雷器爆炸，站內(nèi)二次線燒壞，請速處理。

10時50 分令吳家村操作隊值班員匯報：曲10KV西母及避雷器停止運行，解除備用。11時02分令吳家村操作隊值班員：曲1#主變加入運行，曲351不操作。11時13分 吳家村操作隊值班員匯報：曲1#主變加入運行后，曲10KV東母無電壓顯示，要求曲10KV東母PT停電檢查。11時18分令吳家村操作隊值班員：曲10KV東母PT停止運行，解除備用，做安全措施。在曲10表東與曲10KV東母PT間做地線一組。11時29分吳家村操作隊值班員匯報：經(jīng)查曲10KV東母PT三側(cè)一次保險全部熔斷，現(xiàn)已全部更換。11時33 分令吳家村操作隊值班員：曲10KV東母PT拆除安全措施，恢復(fù)備用，加入運行。拆除曲10表東與曲10KV東母PT間地線一組。14時15分 令吳家村操作隊值班員：曲100及曲10KV西母拆除安全措施，恢復(fù)備用，加入運行；拆除曲100與曲100東間地線一組（不操作曲10KV西母PT）；14時31分 令吳家村操作隊值班員：曲19、曲21、曲24、曲25板恢復(fù)備用。16時30分 吳家村操作隊值班員匯報：曲24、曲25板恢復(fù)備用操作結(jié)束，曲100開關(guān)未合到位，現(xiàn)已解備，變電工程部景建峰正在處理中，令其繼續(xù)執(zhí)行原調(diào)度令

8時30分吳家村操作隊值班員匯報：曲100開關(guān)不能電動操作，曲10KV西母PT爆炸，曲18板二次線受損，均不能送電。

二.事故原因分析：

事后我們分析整個事故過程有以下幾個主要因素：1、主變后備保護動作前10KV各分板均報接地信號，且持續(xù)一段時間。2、東西母PT保險全部熔斷。3、西母PT C相裂開。4、西母PT保險放射性裂開。5、PT保險與母線間鋁排熔化。

按以上要點逐項分析：1、10KV出線當(dāng)時帶負荷的線路有曲礦、曲中、曲磨、曲煤、曲雙線，通知用戶和供電所巡線后匯報無異常，試送均正常，報接地信號的也包括已停運的各分板，因此我們認為該信號為虛接地信號。

2、東西母PT及西母避雷器保險熔斷，簡單的接地和多點接地并不能產(chǎn)生如此大的破壞力，這種破壞力只能是諧波。

3、西母PT C相裂開，因沒有到達事故現(xiàn)場，不清楚是內(nèi)部裂還是外部受沖擊裂開，但有一點該PT應(yīng)該是最薄弱點或該PT鐵心最早處于飽和狀態(tài)。

4、西母PT保險在承受非工作電流沖擊下熔斷，但自身滅弧能力不能滅斷弧光，高溫弧光使保險管內(nèi)部石英砂分解，壓力暴增，直至保險管爆裂。

5、爆裂的保險管噴射出各種顆粒和塊狀物質(zhì)，是小空間內(nèi)鋁排間絕緣下降，引發(fā)弧光放電，燒斷鋁排。瞬間三相短路，滿足2#主變后備保護正確動作，及時切斷故障電流，否則后顧不堪設(shè)想。

造成上述現(xiàn)象的原因為諧振，當(dāng)Xc/Xl>0.01（Xc為電容電抗， Xl電感電抗），易發(fā)生鐵磁諧振，Xc增大、Xl變小均會滿足產(chǎn)生諧振條件。對地分布電容（電纜線路）Xc0=350*31/2/L（35kv）； Xc0=10*31/2/L（10kv）。我們分析Xc增大因素，結(jié)合曲河站出現(xiàn)的類似事故，我們逐一排查。首先電網(wǎng)結(jié)構(gòu)未發(fā)生明顯變化，變化的是10KV工業(yè)專線全部停運，造成空載線路占比大幅增加，這些線路一般較短，大多只有幾百米，當(dāng)負荷大幅下降后，電網(wǎng)穩(wěn)定的小環(huán)境發(fā)生變化，Xc的占比在增加，Xc/Xl的比值將會遠大于0.01，在0.01-0.07區(qū)間時易發(fā)生分頻諧振，在0.55-2.8區(qū)間時易發(fā)生高頻諧振，接近1時易發(fā)生基頻諧振。基頻諧振的表現(xiàn)為：電壓兩相升高，一相降低，線電壓正常，過電流很大，往往導(dǎo)致電壓互感器熔斷、燒毀。過電壓不超過3.2倍相電壓時，將伴有接地信號指示，稱為虛幻接地想象。

寫真的結(jié)果就是PT的絕緣首先遭到嚴重的破壞，隨之引起單相接地，繼而發(fā)展為兩相、三相的相間短路現(xiàn)象，發(fā)生爆炸，造成了此次事故的發(fā)生。

三.事故防范措施：

1、選用勵磁感抗大于1.5兆歐的PT。通過選用勵磁感抗大于1.5兆歐的PT，可以改善諧振發(fā)生的條件，改變諧振發(fā)生的技術(shù)條件，避開諧振區(qū)域，從而減少激發(fā)諧振過電壓發(fā)生的幾率，有效的避免諧振現(xiàn)象的出現(xiàn)。

2、中性點加裝單項電壓互感器。在中性點加裝單相電壓互感器，可以使電壓互感器的等值感抗明顯增加，并可以同時使用容量大而且不容易飽和的電壓互感器，這種方法實際上是擴大了電壓互感器的福安特性曲線的線性區(qū)域，降低了電壓互感器飽和發(fā)生的幾率。

3、斷開空載線路。斷開空載線路可以減少系統(tǒng)中的容抗，改變諧振參數(shù)，破壞諧振產(chǎn)生的條件，使得三相電壓趨于平衡，防止諧振的發(fā)生。

四、結(jié)語

變電站PT爆炸是一種很嚴重的事故，尤其是在變電站總體負荷改變情況下。我們必須通過有效的技術(shù)手段，控制諧波，破壞諧波發(fā)生的技術(shù)條件，防止諧波發(fā)生，造成事故給電力生產(chǎn)帶來損失。從根源上解決諧振問題，應(yīng)充分考慮現(xiàn)有的技術(shù)條件和經(jīng)濟條件，盡量考慮一次消諧的技術(shù)方法。

作者簡介：李銀鋒1 1984男 漢族 河南登封人 大專學(xué)歷 正值調(diào)度員 助理工程師 研究方向電力調(diào)度運行

李勇21971 男 漢族 河南登封人 本科 調(diào)度中心主任 工程師 研究方向電力調(diào)度運行