關(guān)于110 kV變電站雷擊停電事故的分析

馮良韜

摘 要：文章介紹110 kV變電站1#主變某次雷擊引起的停電事故，結(jié)合事故經(jīng)過(guò)、事故現(xiàn)象、保護(hù)動(dòng)作報(bào)告，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地分析其事故原因，得出結(jié)論，并提出相應(yīng)防范措施，以保證設(shè)備的安全運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：變壓器；雷擊事故；原因分析；防范措施。

中圖分類號(hào)：TM63 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-8937（2015）08-0093-02

本文主要針對(duì)110 kV變電站發(fā)生停電事故，給企業(yè)安全生產(chǎn)帶來(lái)了巨大的隱患，為此，特對(duì)本次事故進(jìn)行了詳細(xì)分析，具體如下。

1 基本情況

1.1 10 kV變電站的兩臺(tái)63000 kVA

10 kV變電站的兩臺(tái)63000 kVA主變均由太原變壓器廠生產(chǎn)，型號(hào)為SFPSZ7-63000/110，投入運(yùn)行近10年；其中1#主變2011年10月進(jìn)行了大修。各部分線路圖如圖1所示。

1.2 變電站及主變進(jìn)出線各側(cè)避雷器配置

①110 kV側(cè)：110 kV進(jìn)線側(cè)裝設(shè)HY10 WZ2-102/266W型避雷器，110 kV母線裝設(shè)Y5W-100/248型避雷器，110 kV線路裝設(shè)HY10CX-100/248型線路避雷器；主變110 kV中性點(diǎn)裝有一只Y1.5 W-72/188 W型避雷器。

②35 kV側(cè)：主變35 kV穿墻套管側(cè)裝設(shè)YH5WZ-51/134W型避雷器，母線上裝設(shè)Y5W-51/134W型避雷器；所有配出線開(kāi)關(guān)負(fù)荷側(cè)裝設(shè)YH5WZ-51/134型避雷器，線路首端、末端都裝有YH5CX-51/134型線路避雷器；加上線路避雷線，共計(jì)五級(jí)防雷保護(hù)。

③6 kV側(cè)：6 kV套管側(cè)裝設(shè)HY5WZ-10/27型氧化鋅避雷器，母線上裝設(shè)HY5WZ-10/27避雷器；所有配出線開(kāi)關(guān)負(fù)荷側(cè)裝設(shè)HY5WZ-10/27避雷器。

④其他避雷設(shè)施：根據(jù)防雷保護(hù)設(shè)計(jì)要求，2012年委托太原供電局元工設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)，現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行避雷針保護(hù)角實(shí)測(cè)計(jì)算，將原四座避雷針全部更換，并增加一座避雷針，同時(shí)對(duì)站內(nèi)的接地網(wǎng)進(jìn)行改造更換。

2 事故現(xiàn)象

①差動(dòng)速斷電流值見(jiàn)表1。

從表中可以看出差動(dòng)整定動(dòng)作值為1.653 Ω，B、C相差動(dòng)電流均超過(guò)整定值，變壓器主保護(hù)正確動(dòng)作。

②1#變壓器本體輕瓦斯、重瓦斯動(dòng)作。

③避雷器動(dòng)作情況見(jiàn)表2。

從表中可以看出1#主變35 kV一段母線側(cè)C相多次受到雷電沖擊；其余各處避雷器無(wú)動(dòng)作指示，主變中性點(diǎn)放電間隙無(wú)放電痕跡。

④事故瞬間變壓器各側(cè)的電流值見(jiàn)表3。

從表中可以看出事故瞬間變壓器各側(cè)的電流值變化大且無(wú)規(guī)律。

⑤由供電局明業(yè)試驗(yàn)公司對(duì)1#主變進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試結(jié)果35 kV側(cè)C相繞組直阻不合格。1#主變直阻試驗(yàn)值比對(duì)見(jiàn)表4，單位（Ω）。

3 事故處理

1#主變雷擊事故后，立即聯(lián)系試驗(yàn)公司對(duì)1#主變進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，發(fā)現(xiàn)35 kV側(cè)C相直流電阻較大，不平衡系數(shù)達(dá)13.84%，超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)要求；又經(jīng)吊罩檢查，外觀未發(fā)現(xiàn)變壓器繞組有明顯放電痕跡。為保證企業(yè)供電安全，新變壓器于8月7日安裝調(diào)試合格后空載運(yùn)行，8月8日正式帶負(fù)荷運(yùn)行。

4 事故分析

雷擊對(duì)設(shè)備造成損害的形式主要有兩種：即直擊雷和雷電侵入波。在對(duì)設(shè)備外觀進(jìn)行檢查的過(guò)程中，并沒(méi)有發(fā)現(xiàn)其收到過(guò)明顯的雷擊痕跡，變電站區(qū)域的避雷針也都在合理的保護(hù)范圍之內(nèi)，各項(xiàng)避雷針接地的電阻值也都在規(guī)定之內(nèi)，所以這次事故可以排除變壓器直接受到雷擊的現(xiàn)象。35 kV線路按規(guī)程規(guī)定，均在其進(jìn)站前1.5 km的距離內(nèi)裝設(shè)了避雷線，按常理雷電首先應(yīng)擊于避雷線上，以確保輸電線路不被雷擊，但在地勢(shì)復(fù)雜的地區(qū)，由于避雷線保護(hù)范圍受（地勢(shì)、河流、云層、土壤電阻率、安裝質(zhì)量等）諸多因數(shù)的影響，輸電線路遭受繞擊雷侵害較大。另外，事故發(fā)生后我們對(duì)35 kV線路的避雷系統(tǒng)進(jìn)行了檢查，未發(fā)現(xiàn)異常。事故發(fā)生前后，雷電頻繁出現(xiàn)在35 kV線路上，其間35 kV一段母線避雷器C相動(dòng)作3次（動(dòng)作情況詳見(jiàn)表2）；35 kV系統(tǒng)在高密度雷電波沖擊下，1#主變35 kV線圈當(dāng)時(shí)也多次受到雷電波的沖擊，造成對(duì)線圈的損傷，最終引發(fā)以上事故，是1#主變?cè)馐芾纂姄p壞的主要原因。

根據(jù)上面對(duì)事故的分析，造成1#變電站出現(xiàn)損壞的愿意大致有以下幾個(gè)方面：①繞擊雷對(duì)變電站的35 kV進(jìn)行了侵入干擾，影響變壓器工作；②連續(xù)雷對(duì)35 kV變電站的保護(hù)區(qū)域也進(jìn)行了干擾性侵害；③變壓器在正常的工作狀態(tài)下，多次受到附近短路電流沖擊，造成了變壓器繞組中的絕緣部分出現(xiàn)了很大的障礙；④1#變壓器工作的年限太久，雖然在使用的過(guò)程中也經(jīng)歷過(guò)幾次大修，但是總體上很多部件已經(jīng)出現(xiàn)了問(wèn)題，在惡劣的工作環(huán)境中米絕緣部分出現(xiàn)了擊穿性問(wèn)題；⑤35 kV線路薄弱環(huán)節(jié)較多，所以在受到雷電襲擊的時(shí)候很容易出現(xiàn)這樣的事故性問(wèn)題。

5 事故原因

①雷電頻繁出現(xiàn)在35 kV線路上，致使35 kV一段母線避雷器C相動(dòng)作3次。在高密度雷電波沖擊下，1#主變35 kV線圈受到損傷，造成1#主變損壞，成為最終引發(fā)事故的直接原因；②1#變壓器運(yùn)行年代長(zhǎng)，2011年還進(jìn)行了大修，各部件性能已發(fā)生變化，經(jīng)多次短路和雷電沖擊后造成變壓器內(nèi)部繞組絕緣損壞擊穿，是引發(fā)本次事故的重要原因；③110 kV變電站管理不到位，巡檢不到位，對(duì)設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)不及時(shí)，是造成本次事故的主要原因。

6 防范措施

①由于35 kV線路遭雷擊頻繁，根據(jù)必要性增設(shè)線路氧化鋅避雷器；②目前線路接地電阻值在10～30 Ω以下，立即對(duì)35 kV所有線路接地電阻再次進(jìn)行全面測(cè)試，采取措施降低線路桿塔接地電阻在10 Ω以下；③加強(qiáng)對(duì)變壓器檢測(cè)，對(duì)運(yùn)行15 a以上變壓器，要進(jìn)行全面狀態(tài)評(píng)估，尤其對(duì)運(yùn)行多年的舊變壓器，近區(qū)短路后應(yīng)進(jìn)行變壓器繞組變形測(cè)量，必要時(shí)吊罩檢查檢修處理，防止累積效應(yīng)造成變壓器繞組損壞。對(duì)110 kV站現(xiàn)運(yùn)行的2#變壓器進(jìn)行吊芯檢查，并對(duì)變壓器的繞組變形進(jìn)行試驗(yàn)；④變壓器35 kV側(cè)線路容性電流超過(guò)10 A時(shí)應(yīng)裝設(shè)自動(dòng)跟蹤補(bǔ)償功能的消弧線圈，防止弧光過(guò)電壓對(duì)變壓器的沖擊；⑤為提高安全供電可靠性，110 kV變電站盡快安裝兩臺(tái)新變壓器，并建立三臺(tái)主變運(yùn)行機(jī)制；⑥加強(qiáng)對(duì)舊變壓器檢修及新變壓器的監(jiān)造工作，新變壓器訂貨要加大絕緣裕度，改進(jìn)結(jié)構(gòu)，提高耐雷水平；⑦聘請(qǐng)專家對(duì)110 kV變電站及全線路整體進(jìn)行防雷評(píng)估，進(jìn)一步分析原因，并完善防雷設(shè)施。

參考文獻(xiàn)：

[1] 雷紅才，湯美云，申積良.電力變壓器短路事故分析[J].高電壓技術(shù)，2012，（2）.