一起由電容式電壓互感器二次電纜絕緣受損導(dǎo)致母線被迫停用的事故分析

安盛東 叢彩龍

摘 要：本文介紹了一起由于母線電壓互感器二次電纜接地導(dǎo)致電纜燒壞，使二次電壓降低為0，被迫500kV一條母線停運(yùn)的事故處理經(jīng)過，分析了造成此次事故原因，重點(diǎn)從理論和運(yùn)行維護(hù)的角度進(jìn)行了深入分析。

關(guān)鍵詞：電壓互感器；二次接地短路；原因分析；預(yù)防措施

1 事故發(fā)生時(shí)運(yùn)行工況

2014年6月25日，陣雨，某500kV變電站設(shè)備正常運(yùn)行方式。

2 母線電壓互感器二次回路故障情況簡(jiǎn)介

2.1 故障經(jīng)過 ①2014年06月25日17點(diǎn)18分監(jiān)控系統(tǒng)報(bào)：“500kV母線高抗SGR751保護(hù)1（國(guó)電南自）TV斷線”動(dòng)作，“500kV母線高抗SGR751保護(hù)2 TV斷線”動(dòng)作，“500kV母線電抗器保護(hù)1運(yùn)行異?！眲?dòng)作，“500kV母線電抗器保護(hù)2運(yùn)行異常”動(dòng)作。②當(dāng)值人員檢查監(jiān)控500kV#2母線一次電壓，Ua：299kV，Ub：326kV，Uc：169kV。檢查高抗保護(hù)裝置，發(fā)現(xiàn)“PT斷線”燈亮，液晶屏顯示二次電壓Ua：61.1V∠0°，Ub：69.57V∠260°，Uc：35.72V∠105°。③檢查500kV#2母線電壓互感器端子箱，發(fā)現(xiàn)端子箱后門右下角二次電纜出現(xiàn)發(fā)黑燒焦的現(xiàn)象，同時(shí)伴有火花和黑煙。隨后發(fā)現(xiàn)500kV#2母電壓互感器A相接線盒開始冒煙，同時(shí)手摸引下線鋼管有燙手的感覺。④當(dāng)值值長(zhǎng)向網(wǎng)調(diào)申請(qǐng)將500kV#2母線由運(yùn)行轉(zhuǎn)熱備用。2014年18點(diǎn)11分，500kV#2母線由運(yùn)行轉(zhuǎn)熱備用；2014年06月25日9點(diǎn)05分，500kV#2母線由熱備用轉(zhuǎn)檢修。

2.2 設(shè)備外觀檢查情況 ①對(duì)端子箱電壓回路電纜外觀進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)A相本體接線盒至端子箱電壓二次電纜在端子箱內(nèi)8芯外皮燒焦已露出裸銅線，A相本體接線盒二次電壓電纜芯線已經(jīng)粘連；B相本體接線盒至端子箱電壓二次電纜在端子箱內(nèi)4芯外皮燒焦；B相、C相本體接線盒二次電壓電纜芯線未見異常。②檢查端子箱及接線盒未發(fā)現(xiàn)任有進(jìn)水現(xiàn)象，端子箱內(nèi)部干燥，未發(fā)現(xiàn)任何進(jìn)水現(xiàn)象。

3 母線電壓互感器二次回路故障原因分析

根據(jù)電抗器保護(hù)液晶屏顯示二次電壓Ua：61.1V∠0o，Ub：69.57V∠260o，Uc：35.72V∠105o，同時(shí)根據(jù)監(jiān)控電壓曲線，初步分析為A相電壓二次電纜在500kV2#母線電壓端子箱處接地，與N600接地點(diǎn)構(gòu)成回路，造成N600電位偏移，中性點(diǎn)電位漂移后各相電壓變化如圖1所示。由于電纜過熱進(jìn)而發(fā)展成A相電壓二次電纜絕緣下降電纜外皮燒焦。

圖1 中性點(diǎn)電位漂移后各相電壓變化示意圖

圖2 第一時(shí)刻短路示意圖

如上圖所示，電壓互感器開口三角通過電纜在電壓互感器端子箱內(nèi)短接。在第一時(shí)刻（16：55），電壓互感器開口三角B相繞組與L602相連接的電纜在PT端子箱內(nèi)距離A相電纜終端頭10cm處外皮絕緣降低，發(fā)生接地短路。短路后，電壓發(fā)生變化的原因分析如下：①接地故障造成500kV2#保護(hù)小室電壓轉(zhuǎn)接屏內(nèi)500kV1#母線電壓轉(zhuǎn)接端子N600接地導(dǎo)線燒損，中性點(diǎn)偏移，而B、C兩相的電壓隨中性點(diǎn)的偏移而發(fā)生變化。②接地故障點(diǎn)與原二次線圈接地點(diǎn)N600產(chǎn)生通路，使得B、C兩相電流互感器二次繞組中通過短路電流。如等效電路圖中所示， B、C兩相線圈、2號(hào)保護(hù)小室到PT端子箱電纜以及1、2號(hào)保護(hù)小室電纜都存在一定的阻值，而此時(shí)在通路中的電流較大，因此會(huì)在各電阻上產(chǎn)生壓降使得B、C兩相電壓產(chǎn)生變化。③在B相、C相剩余繞組短路后，會(huì)對(duì)保護(hù)使用的1a、1n繞組、2a、2n繞組，測(cè)量使用3a、3n繞組產(chǎn)生影響，并且短路電流使得B相、C相電壓互感器中間變鐵芯嚴(yán)重飽和，在和一次電容組成的串聯(lián)諧振回路將達(dá)到起振條件，一次部分的過電壓經(jīng)中間變變換至二次側(cè)，綜合作用的結(jié)果，導(dǎo)致C相二次電壓異常降低及B相二次電壓的異常升高。與此同時(shí)，A相電壓互感器一次、二次并無故障，可確保A相二次電壓幅值恒定。

因A相電纜的L602芯通過較大的短路電流，使得端子箱內(nèi)A相電纜溫度急劇升高，和L602芯捆扎在一起的多顆電纜芯絕緣燒損。在第二時(shí)刻（17：20）L601芯因絕緣燒損發(fā)生接地短路，A相電壓互感器剩余繞組被短接，造成此時(shí)刻A相電壓下降，通過的電流急劇增大，電纜過熱燒損。

4 現(xiàn)場(chǎng)處理情況

①500kV2號(hào)母線CVT A、B、C相高壓試驗(yàn)，主要進(jìn)行絕緣電阻、電容、介質(zhì)損耗、二次直阻、變比試驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)無異常。②根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)檢查情況及主控監(jiān)控報(bào)表，該500kV變電站母線電壓互感器A、B、C相二次發(fā)生長(zhǎng)時(shí)間短路過流。廠家認(rèn)為電壓互感器二次長(zhǎng)時(shí)間過流會(huì)對(duì)中間變壓器絕緣產(chǎn)生巨大損傷，建議更換后返廠試驗(yàn)評(píng)估、維修。③綜合廠家建議，檢修人員連夜將2號(hào)母線電壓互感器備品拉至現(xiàn)場(chǎng)，并進(jìn)行三相更換。④更換A相、B相本體接線盒至端子箱電壓二次電纜在端子箱二次電纜，進(jìn)行絕緣、極性測(cè)試無異常。⑤進(jìn)行所有500kV#2母線電壓二次回路電纜絕緣檢查，絕緣檢查無異常。⑥增加500kV#2母線1、2#電抗器保護(hù)至故障錄波器電壓二次回路，解決不能有效監(jiān)視2#母線電壓二次回路。⑦對(duì)所更換的備品進(jìn)行了高壓試驗(yàn)，試驗(yàn)合格，可以投入運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)：

[1]內(nèi)蒙古超高壓供電《武川變電站2號(hào)母線電壓互感器二次電纜接地事故分析報(bào)告》.

[2]內(nèi)蒙古超高壓供電局《2010-2015年事故匯編》.

作者簡(jiǎn)介：安盛東（1980-），男，漢族，內(nèi)蒙古超高壓供電局，工程師，從事變電運(yùn)行管理工作。