一起10 kV母線PT燒損原因分析及應對措施

亓富軍，肖利武，張海娟，蘇 超，馮德品

(國網(wǎng)臨沂供電公司，山東 臨沂 276000)

1 事故處理過程

110 kV某站兩主變分列運行，分別接帶35 kV兩段母線和10 kV兩段母線，其中I號主變中性點接地運行。2017年7月14日16時45分，該站發(fā)生一次因10 kVII段母線PT著火造成全部失電事件，損失負荷18 MW，如圖1所示。

圖1 110 kV某站內(nèi)接線示意圖

2017年7月14日16：43 220 kV站某線115開關(guān)距離三段保護動作跳閘，導致該站全站失壓。經(jīng)現(xiàn)場檢查，發(fā)現(xiàn)該站10 kV高壓室有煙塵。18:00對10 kV高壓室進行檢查后，發(fā)現(xiàn)10 kV南高壓室內(nèi)10 kVII母PT已完全燒毀如圖2，相鄰高壓柜及10 kVII母線亦被損壞。

現(xiàn)場確定了緊急搶修方案，拆除發(fā)生事故的10 kV聯(lián)絡(luò)母線，對母線故障段進行隔離，并對10 kV故障高壓室內(nèi)10 kVI段母線進行清掃。20:30完成對故障母線分段隔離，10 kV母線進行耐壓試驗并對主變進行保護校驗后完成事故搶修辦理搶修終結(jié)。20:35調(diào)度下令用#1主變送電，21:19恢復該站全站負荷。

圖2 高壓室內(nèi)10 kV II母PT現(xiàn)場

7月15日，試驗#2主變正常，開展#2主變保護裝置檢查試驗，調(diào)整低壓側(cè)CT極性，查出并整改高后備存在的虛接配線，于17時30分恢復送電。

2 事故原因分析

(1)10 kVII母PT燒毀是故障的主要原因，根據(jù)保護裝置的錄波曲線明顯看出電壓畸變非常嚴重如圖3。10 kVII母PT在故障前出現(xiàn)高達15.4 kV相電壓如圖4。通過調(diào)閱調(diào)度自動化信息，故障時10 kVII母PT A相電壓先降后升，最高超過9 kV，B、C相電壓快速升高，最高超過16 kV。

圖3 保護裝置的故障錄波曲線

圖4 故障前相電壓變化

利用最簡化的L-C串聯(lián)諧振電路來分析造成故障的主要原因，如圖5所示。

圖5 簡化的L-C串聯(lián)諧振電路圖

(2)#2主變后備保護拒動是故障的另一個原因，該公司變電檢修班檢查主變保護動作記錄如圖6，保護整組啟動未出口。

圖6 主變保護動作記錄

查看該站#2主變低后備保護啟動波形，故障電流12 A(CT變比4000/5，一次值9 600 A)，持續(xù)3.5 s。故障電流和持續(xù)時間均已達到低后備過流保護動作條件(過流I段定值7.5 A，0.3 s；過流Ⅱ段定值7.5 A，0.6 s)，但未動作，如圖7所示。

檢查圖紙設(shè)計發(fā)現(xiàn)#2主變低壓側(cè)28開關(guān)CT接線：一次接線為P1在母線側(cè)，P2在主變側(cè)；二次回路接線為S2出，S1為N，如圖8。

但是實際CT一次接線P1在母線側(cè)時，若低后備保護指向母線，應將二次接線的S1出，S2為N，如圖9。因此CT二次接線設(shè)計錯誤，現(xiàn)場按圖施工，導致CT極性接反，低后備保護不動作。

圖7 該站#2主變低后備保護啟動波形

圖8 CT接線圖

圖9 低后備保護實際二次接線圖

另外，檢查發(fā)現(xiàn)#2主變高后備保護屏二次接線，廠家內(nèi)配線1-2QD(3-2CLP8-1)接線端子松動，如圖10，“低后備復壓開放高后備”壓板失去作用，造成低后備復壓不能啟動高后備保護。

圖10 #2主變高后備保護屏二次接線圖

3 存在的問題分析

(1)出現(xiàn)系統(tǒng)諧振時處置措施不當

根據(jù)主變保護記錄波形及10 kV線路保護動作記錄，系統(tǒng)10 kV城II線出現(xiàn)接地故障后，系統(tǒng)出現(xiàn)長時間諧振?？h級調(diào)度在應對諧振故障時事故預案不足，調(diào)度系統(tǒng)未及時根據(jù)現(xiàn)場運行情況調(diào)整系統(tǒng)方式，破壞諧振存在的條件，以避免諧振長時間積累導致PT燒毀。

(2)母線PT質(zhì)量及運行可靠性降低

自從2016年以來，已有多個站發(fā)生母線PT絕緣擊穿故障，母線PT設(shè)備質(zhì)量的下降導致了停電范圍的擴大；同時設(shè)備入場安裝前檢驗不徹底，設(shè)備的特性未進行嚴格驗證，設(shè)備帶隱患運行。

(3)圖紙設(shè)計、現(xiàn)場施工把關(guān)不嚴

圖紙設(shè)計人員未完全按照現(xiàn)場要求及廠家說明書進行設(shè)計，導致設(shè)計存在先天性缺陷；施工方現(xiàn)場雖按圖施工，但在檢查、試驗中未能發(fā)現(xiàn)該錯誤，說明施工人員責任心不強，對工程的關(guān)鍵細節(jié)把關(guān)不嚴。

(4)縣公司繼電保護技術(shù)管理薄弱

縣公司二次保護人員技術(shù)不到位，對保護裝置原理、二次回路、故障處理掌握不熟練，對方向保護理解不全面；施工過程中無法把住施工風險關(guān)口，需要將現(xiàn)場技術(shù)培訓列入下一步的重點任務(wù)。

4 改進措施

(1)加強事故預案設(shè)想，增強事故處置人員能力?？h級調(diào)控中心加強諧振故障時事故預案設(shè)想，對于值班員加強業(yè)務(wù)培訓，提高事故應急處置能力。

(2)開展縣公司主變保護電流回路排查。針對縣域變電站，地調(diào)制定排查要求及細則，縣公司檢修人員逐套保護檢查，重點檢查電流幅值和相位、后備保護定值單要求的方向、現(xiàn)場裝置實際方向，每套保護裝置均重新帶負荷測試，發(fā)現(xiàn)問題，立即更改。

(3)強化縣公司繼電保護技術(shù)培訓。針對縣公司繼電保護技術(shù)管理薄弱的現(xiàn)狀，地調(diào)將在封網(wǎng)期間安排一次集中培訓，重點培訓方向保護、二次回路、CT極性等內(nèi)容；同時9月份舉辦繼電保護“勞動之星”職業(yè)技能競賽，在理論考試和實際操作中，增加電流回路極性判斷和消缺的內(nèi)容，切實提高縣公司繼電保護技術(shù)水平。

(4)對同批次設(shè)備進行重點排查。針對此次出現(xiàn)的的平高集團的設(shè)備進行一次全面整體的普查，結(jié)合汛期天氣特點加強對電壓互感器及消弧線圈等設(shè)備重點巡視，及時發(fā)現(xiàn)并處理設(shè)備隱患。

(5)變電施工前認真進行圖紙復核。在涉及保護相關(guān)重要控制進行投退時，需認真對比設(shè)備說明書及圖紙設(shè)計。

(6)結(jié)合此次事故繼續(xù)深入分析，形成事故典型案例大講堂。對變電檢修人員及變電運維人員進行相關(guān)專業(yè)知識培訓。深入分析此次事故搶修過程，在處理同類事故時提升應急處置能力。

5 總 結(jié)

通過對110 kV站10 kV母線PT燒損事故的分析，可知在系統(tǒng)發(fā)生接地時，會對PT造成很大的危害。因此，應強化對故障處理時間以及能力的提高，使其能盡快地消除或抑制系統(tǒng)發(fā)生PT諧振，避免發(fā)生大面積停電事故。