一起10千伏電壓互感器故障引發(fā)的思考

【摘 ?要】本文從筆者實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)出發(fā)，主要通過對某地區(qū)電網(wǎng)110千伏變電站10千伏電壓互感器故障的事故處理進(jìn)行描述，進(jìn)行分析判斷，提出具體的防范及改進(jìn)措施，為今后出現(xiàn)類似故障，調(diào)度和運(yùn)行人員的判斷和事故處理提供參考依據(jù)，使調(diào)度和運(yùn)行人員正確的處理此類故障。

【關(guān)鍵詞】電壓互感器故障;分析判斷;防范措施

1、引言

在小電流接地系統(tǒng)中，電壓互感器由于產(chǎn)品質(zhì)量原因、二次過載，間歇性弧光接地過電壓，電感設(shè)備鐵心的磁路飽和作用激發(fā)產(chǎn)生的鐵磁諧振過電壓，經(jīng)常導(dǎo)致電壓互感器燒毀或使高壓熔絲熔斷。因此，本文對某地區(qū)電網(wǎng)110千伏變電站發(fā)生的10千伏電壓互感器的故障現(xiàn)象及調(diào)度處理方法為例進(jìn)行分析，通過總結(jié)故障規(guī)律、調(diào)度事故處理方法，并對故障情況進(jìn)行了分析，為調(diào)度和運(yùn)行值班人員快速判別處理類似故障提供依據(jù)。

2、故障前變電站運(yùn)行方式

110千伏乙站為擴(kuò)大內(nèi)橋接線方式。事故前，110千伏甲乙Ⅰ線運(yùn)行帶1號主變，110千伏甲乙Ⅱ線運(yùn)行帶2號、3號主變負(fù)荷，1號、2號、3號主變低壓側(cè)分列運(yùn)行，2號主變備自投、500母聯(lián)備自投、500A母聯(lián)備自投在投;乙站10千伏WL1線路與丙站10千伏ZL1線路互為雙電源線路，聯(lián)絡(luò)開關(guān)處冷備用。

3、故障現(xiàn)象及原因分析

3.1 事故現(xiàn)象及判斷

2017年3月19日 12：57當(dāng)值調(diào)度員發(fā)現(xiàn)乙站10千伏Ⅰ母電壓遙測值為Ua=5.29kV、Ub=0.14kV、Uc=5.93kV、3U0=22.7V，隨即通知運(yùn)維人員到乙站檢查設(shè)備。運(yùn)維人員到乙站后檢查發(fā)現(xiàn)10千伏Ⅰ母電壓互感器B相高壓保險熔斷，并根據(jù)調(diào)令更換10kVⅠ母電壓互感器一次保險;在將10千伏Ⅰ母電壓互感器由檢修轉(zhuǎn)運(yùn)行的操作過程中，運(yùn)維人員遙控執(zhí)行分500母聯(lián)開關(guān)成功后，10kVⅠ母三相電壓為Ua=5.69kV，Ub=6.10kV，Uc=6.11kV，3U0= 7.3V，運(yùn)維人員將10千伏Ⅰ母電壓互感器再次轉(zhuǎn)檢修;更換A相高壓保險后，繼續(xù)執(zhí)行10千伏Ⅰ母電壓互感器由檢修轉(zhuǎn)運(yùn)行的過程中，監(jiān)控機(jī)乙站發(fā)10kVⅠ母接地告警，Ⅰ母母線相電壓遙測值為Ua=11.99kV、Ub=10.93kV、Uc=9.84kV、3U0 =104.2V。

當(dāng)值調(diào)度員判斷乙站10千伏Ⅰ母有諧振現(xiàn)象，立即通知現(xiàn)場暫停操作。當(dāng)值調(diào)度員正在采取措施來消除諧振的同時，乙站1號主變后備保護(hù)動作，501開關(guān)跳閘，10kVⅠ母失壓。隨后運(yùn)維人員檢查發(fā)現(xiàn)10千伏Ⅰ母電壓互感器柜內(nèi)有焦糊味，將其隔離后，根據(jù)調(diào)令恢復(fù)10kVⅠ母及各出線正常供電。

3.2 ?乙站1號主變低后備保護(hù)動作分析

1號主變低后備保護(hù)裝置動作報文分析：13時00分09秒454毫秒 1號主變低后備復(fù)壓閉鎖開出，Uab=62.7、Ubc=76.89V、Uac=16.39V;13時00分22秒772毫秒 ?10千伏Ⅰ母線TV斷線告警，13時05分58秒814毫秒 1號主變低后備ABC相復(fù)壓過流Ⅱ段1時限保護(hù)動作Ia=30.66A、Ib=31.46A、Ic=30.56A;13時05分59秒014 毫秒 1號主變低后備ABC相復(fù)壓過流Ⅱ段2時限保護(hù)動作Ia=30.66A、Ib=31.46A、Ic=30.56A;1號主變501開關(guān)、500母聯(lián)開關(guān)均在分。經(jīng)與1號主變低后備保護(hù)定值單（1號主變低后備保護(hù)復(fù)壓過流Ⅱ段2時限定值為13.9A，2時限定值為0.8S，故障電流為30.66A，換算到一次側(cè)，短路電流為18396A）比對，乙站1號主變低后備保護(hù)裝置正確動作。

3.3 電壓互感器故障試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析

檢修人員對事故電壓互感器小車進(jìn)行診斷性試驗(yàn)。外觀檢查發(fā)現(xiàn)電壓互感器本體有放電痕跡，避雷器外觀完整，導(dǎo)電桿與電壓互感器連接導(dǎo)線正常，電壓互感器二次繞組引線正常;隨后，檢修人員對電壓互感器進(jìn)行一二次繞組絕緣電阻測試。

該電壓互感器一二次繞組直流電阻數(shù)據(jù)合格，一次對二次及地絕緣電阻小于1000MΩ，二次對一次及地絕緣電阻小于1000MΩ，二次繞組之間絕緣電阻為零，判斷電壓互感器一次繞組絕緣電阻降低，二次繞組絕緣擊穿。

經(jīng)過分析得出，造成本次事故的原因?yàn)椋哼\(yùn)維人員最后一次將乙站500母聯(lián)開關(guān)分閘后，系統(tǒng)報接地，電壓互感器鐵芯快速達(dá)到飽和，產(chǎn)生鐵磁諧振，從而引發(fā)諧振過電壓;這時，電壓互感器勵磁電流劇增，B相高壓熔斷器在遇到大電流沖擊時產(chǎn)生弧光放電，并發(fā)展為三相弧光短路故障，引起電壓互感器柜內(nèi)ABC三相短路，造成1號主變低后備保護(hù)動作。

4、防范措施及結(jié)論

1）守好電壓互感器的質(zhì)量檢測這一關(guān)，禁止不合格產(chǎn)品進(jìn)入電網(wǎng)，影響電網(wǎng)運(yùn)行。

2）選用勵磁特性好的電壓互感器，并可考慮在電壓互感器一次繞組的中性點(diǎn)上安裝消諧裝置，用于抑制或者消除因電壓互感器飽和所引起的鐵磁諧振。

3）盡量縮短供電線路長度，對較長的供電線路，可以考慮將該線路部分負(fù)荷轉(zhuǎn)移至其他線路或其他變電站供電，或在當(dāng)?shù)匦陆ㄗ冸娬?，這樣可以減少發(fā)生接地故障時線路的容性電流對系統(tǒng)的沖擊。

4）調(diào)控人員及運(yùn)維人員應(yīng)提高業(yè)務(wù)技能，加強(qiáng)此類故障的反事故演習(xí)，防止因故障處置不當(dāng)造成事故擴(kuò)大等不良后果。

在電力系統(tǒng)中，電力一次設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行能大大提高系統(tǒng)供電的可靠性和穩(wěn)定性。本文針對某地區(qū)電網(wǎng) 10 千伏電壓互感器故障引發(fā)的母線失壓，討論了各種隔離故障后恢復(fù)系統(tǒng)正常運(yùn)行的處理方法，從中選出比較適合的送電方案，并提出了相關(guān)的防范措施，為調(diào)度員及運(yùn)維人員判斷故障及處理該類故障提供了一定的方法和根據(jù)。

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作者簡介：

吳雙泉（1987-），男，工程師，大學(xué)，從事于電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行工作。

（作者單位：國網(wǎng)寧夏電力有限公司中衛(wèi)供電公司）