一起不接地系統壓變爆炸事故分析

朱嬪嬪

（國網安徽省電力公司淮北供電公司，安徽 淮北 235000）

1 事故經過

2013-07-19，某110 kV變電站35 kV I段母線壓變發生爆炸。檢修人員趕赴現場檢查后發現，35 kV I段母線壓變A相受損最為嚴重。手車A相保險管已完全破裂，絕緣支撐桿上部有燒焦痕跡，且A相壓變發熱，溫度約為70 ℃，A相靜觸頭仍存在。B，C兩相熔斷器、絕緣支撐桿外表均有煙塵覆蓋。同時發現，壓變手車及柜內存在嚴重破壞，無法處理。

7月21日上午，試驗人員到現場對受損的壓變進行檢查試驗，將35 kV I段母線壓變所測數據與交接試驗報告上的數據進行比較，發現A相一次側直流電阻不合格，一次側及二次線圈1a1n絕緣電阻值不合格；35 kV I段母線壓變B相一次側直流電阻不合格，絕緣電阻值偏低。35 kV I段母線壓變故障后，主變35 kV側空載運行。

7月21日下午，10 kV I段母線壓變也發生爆炸。現場檢查設備受損情況發現，壓變手車整體受損破壞嚴重，A，C相熔斷器已經破碎，A相壓變嚴重溢膠，且柜體內部經受高溫，外表絕緣嚴重脫落，隔離擋板活門無法落下。由于壓變破壞嚴重，無法進行檢查性試驗，事故后，該站35 kV、10 kV壓變退出運行。

2 事故原因分析

2.1 故障錄波圖分析

2.1.1 35 kV壓變爆炸事故的原因

將故障錄波記錄的2013-07-19T19:05的異常波形與正常的10 kV I母電壓波形進行對比，發現35 kV I母電壓峰峰之間的時間為40 ms，約為正常時間的2倍，頻率為25 Hz，且零序幅值過大；35 kV I母PT(電壓互感器)二次安裝的消諧裝置于19:02記錄了母線諧振的波形，頻率為24.2 Hz，開口三角電壓為122.4 V。由此可以判斷，35 kV I母PT故障時出現了主要為二分頻的諧波。

2.1.2 10 kV壓變爆炸事故的原因

查看10 kV綜自報警信息，發現10 kV線路發生間歇性單相接地。調取故障時10 kV電壓的故障錄波圖進行分析， 將其與正常的110 kV I母電壓的波形進行對比，發現10 kV I母電壓峰峰之間的時間約為40 ms，頻率為25 Hz，且零序幅值過大。由此可以判斷10 kV I母PT故障時同樣出現了主要為二分頻的諧波。

2.2 鐵磁諧振原因分析

鐵磁諧振一般發生在中性點不接地的系統中。不同的諧波都可能滿足條件形成諧振，但按頻率不同可分以下3種類型。

(1) 基波諧振：1相電壓降低，另2相電壓升高超過線電壓；或2相電壓降低，1相電壓升高超過線電壓，PT開口三角上有電壓輸出，發出接地信號。

(2) 高頻諧波諧振：3相電壓同時升高超過線電壓。

(3) 分頻諧波諧振：3相對地電壓同時升高并做低頻擺動。

2.3 PT燒毀原因分析

由2013-07-19的35 kV故障錄波圖分析可知, 10 kV和35 kV PT鐵磁諧振為1/2分頻諧振。1/2分頻諧振的激發大都是在單相接地故障又突然消除的暫態過程中。由于其起振電壓較低,在一定條件下1/2分頻諧振最容易發生,一般電壓并不高，但是PT的電流大，會使PT過熱而爆炸，這也是PT出現燒壞事故的主要原因。而10 kV自動化后臺綜合自動報警信息顯示，曾發生單相間歇性接地，導致相對地電壓突然升高，使得PT勵磁電流突然增大發生飽和，中性點發生位移，產生了嚴重的鐵磁諧振過電壓。

3 防范措施

(1) 投運PT前應進行V-A特性試驗，按照《國家電網公司十八項電網重大反事故措施》的要求，三相PT的V-A特性應一致，并在1.9倍額定相電壓下電流不飽和。這樣，在系統發生故障時，才可有效地降低發生諧振的可能。

(2) 將PT保險換成大尺寸規格的保險。

(3) 加裝消諧裝置。能夠檢測PT開口三角電壓，計算零序電壓5種頻率(3分頻/17 Hz、2分頻/25 Hz、工頻/50 Hz、3倍頻/150 Hz、5倍頻/250 Hz)的電壓分量，若有故障發生時判斷故障類型，如果是鐵磁諧振則安裝特定程序快速啟動消諧元件予以消除，并顯示保存故障信息，給出報警信號；同時建議在不接地系統的每個電壓等級母線側分別加裝1臺消諧裝置。

(4) 加裝消弧線圈。當10 kV系統電容電流達到30 A時，或35 kV系統電容電流達到10 A時，應考慮加裝預調式消弧線圈，并將消弧線圈處于過補償狀態運行。同時應根據實際測量的電容電流的大小，考慮電網的發展趨勢，合理選擇消弧線圈的容量。