江陵換流站極Ⅰ直流電壓互感器閃絡導致極Ⅰ停運事故分析

張 成，馬小強

（國網湖北省電力公司檢修公司特高壓交直流運檢中心，湖北 宜昌 443005）

江陵換流站極Ⅰ直流電壓互感器閃絡導致極Ⅰ停運事故分析

張 成，馬小強

（國網湖北省電力公司檢修公司特高壓交直流運檢中心，湖北 宜昌 443005）

因湖北荊州地區天氣變化較大，大霧天氣較多，容易造成直流積污導致設備外絕緣下降，從而危及直流系統的安全運行。進行歷史事故的分析，找出預防手段及應對措施，可以避免同類事故的重復發生，提高直流系統運行指標，保障電網的安全可靠性。

直流；閃絡；事故分析

0 引言

江陵換流站位于湖北省荊州市馬山鎮，由國網湖北省電力公司檢修公司特高壓交直流運檢中心負責運維管理。江陵換流站是“三峽——廣東”±500kV江城直流輸電工程的首段站，于2004年6月2日正式投入運行，由500kV交流場、換流變、閥廳、500kV直流場、主變、220kV交流場、35kV交流場、閥冷卻和站用電等輔助系統組成。

2004年11月6日09：13 江陵換流站事件記錄發如下信號：

09：13：12：324 極I PCPA/B發直流極母線差動跳閘；

09：13：12：344 極I PCPA/B發直流極差動跳閘；

09：13：12：362 ACP1A/B 發5242開關跳開；

09：13：12：368 ACP1A/B 發5241開關跳開；

09：13：12：386極I PCPA/B發極閉鎖；

09：13：20：490極I PCPA/B發接地極線斷線保護跳閘；

09：13：12：496 極I PCPB發保護Z閉鎖。

運行人員立即進行了現場檢查，發現極I直流極母線差動保護動作，極I極差動保護動作，接地極線斷線保護動作，極I Z閉鎖。500kV交流場5241、5242開關跳閘并閉鎖（Lockout），極Ⅰ直流停運，極I直流場轉至極隔離狀態。極I PCP由A系統切至B系統運行，極II PCP由B系統切至A系統運行，極II直流1718MW過負荷運行。

1 事故前工況

（1）直流系統方式：雙極2350MW運行。

（2）交流系統方式：斗江I線，斗江II線，三江I線、三江II線、三江III線、江復線運行，1#主變運行。

（3）直流濾波器：011 LB ，012 LB ，021LB，022LB運行。

（4）交流濾波器：5631ACF、5612ACF 、5621ACF、5622ACF運行，其它交流濾波器熱備用。

（5）站用電系統方式：站用電I回，II回運行，III回在熱備用狀態，10kV自備投、400V自備投在“自動”位置。

（6）水冷系統方式：極I、極II內冷水，外冷水運行正常。

2 事故處理過程

（1）事故發生后運行人員立即進行了現場檢查，檢查發現極I母線電壓互感器（PI-WP-U1）底座上有灰白色金屬凝固物，硅橡膠絕緣子上有白色的金屬粉末，均壓環上有三個被擊穿的小洞，立即將事故情況匯報給了國調。

（2）按國調命令進行負荷和運行方式調整：09：17，按調度令立即將極II直流功率由1718MW降至1500MW；09：25按國調令，將極II直流功率由1500MW降至900MW；10：09按國調令，將極II直流功率由900MW降至700MW；10：37按國調令，將極II直流功率由700MW降至450MW；10：56按國調令將5241、5242開關轉至冷備用，將極I直流場轉至檢修狀態。11：05按國調令將極II直流系統轉至單極金屬回線方式運行。11：15極II直流功率升至800MW。11：25極II直流功率升至1100MW。11：42極II直流功率升至1500MW。12：30申請國調同意將極I011、012直流濾波器轉至冷備用。

（3）12：45，檢修人員到達現場后，再次對現場進行了詳細的檢查，發現極I直流電壓互感器P1-WP-U1有明顯的外閃痕跡：在均壓環上發現三個明顯放電點，其中最大擊穿孔徑約為15mm；在電壓互感器底座上有一個明顯放電痕跡；在均壓環和底座間外絕緣子上也有明顯的放電痕跡，靠近均壓環側更明顯。對極母差保護范圍內的極I平波電抗器取油樣進行了色譜分析，未發現異常。對電壓互感器的參數進行了檢查，通過測量高壓臂的電阻和電容量，基本上能確認電壓互感器內部元件參數未改變，用200KV的試驗電壓對直流電壓互感器進行了高壓試驗，變比正確。根據檢查的結果分析直流電壓互感器內部無異常。試驗數據和結論得到了ABB現場質保工程師的認可，并且將試驗數據傳給了湖北電試院高壓所金濤所長，在ABB現場質保工程師和金濤所長確認該PT可以繼續投入使用后，檢修人員對直流電壓互感器絕緣子表面進行了清掃，對均壓環燒傷部位進行打磨處理。22：45整個檢修處理工作結束。

3 事故原因分析

根據保護動作情況對極I極母線PI-U-T1到PI-WP-T11區域的設備進行的檢查、試驗情況看，極I平抗正常，發生閃絡的直流電壓互感器的內絕緣、參數正常，而直流電壓互感器上端下均壓環、外表面到底座金屬板的閃絡放電痕跡，上端下均壓環的底部有2個中指大小的小洞，對應位置底座鋼板處有明顯的較嚴重的閃絡痕跡，我們初步分析認為本次直流電壓互感器閃絡事故是由于大霧天氣（能見度2m左右）造成絕緣子憎水性減弱，降低了絕緣子的放電電壓，而硅橡膠絕緣子在霧天積污又劇增，在污穢受潮后容易放電形成局部干區，造成均壓環與直流電壓互感器外部及底座個別部位因電荷過分聚集而發生局部電弧放電，最后發展成沿面閃絡，導致極Ⅰ直流電壓互感器（PI-WP-U1）閃絡，極I直流極母線差動保護動作，極I極差動保護動作，接地極線斷線保護動作，極IZ閉鎖，極Ⅰ停運。

根據故障錄波圖和軟件圖分析，極I直流極母線差動保護動作正常，極I極差保護動作及極II極中性線差動電流保護啟動并導致A、B系統切換現象正常。

4 結論

（1）本次事故為一般設備事故，保護動作正確。

（2）建議每年迎峰度夏前及9月底各安排一次直流場設備清灰工作。

（3）在大霧天氣申請降壓運行并加強對設備的運行監視。

（4）在設備停電后進行鹽密測量以判斷設備的污穢情況。