一起10 kV母線PT燒損原因分析及應(yīng)對(duì)措施

亓富軍，肖利武，張海娟，蘇 超，馮德品

(國(guó)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(yùn)行，分別接帶35 kV兩段母線和10 kV兩段母線，其中I號(hào)主變中性點(diǎn)接地運(yùn)行。2017年7月14日16時(shí)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(fù)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(hù)動(dòng)作跳閘，導(dǎo)致該站全站失壓。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)檢查，發(fā)現(xiàn)該站10 kV高壓室有煙塵。18:00對(duì)10 kV高壓室進(jìn)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(chǎng)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(duì)母線故障段進(jìn)行隔離，并對(duì)10 kV故障高壓室內(nèi)10 kVI段母線進(jìn)行清掃。20:30完成對(duì)故障母線分段隔離，10 kV母線進(jìn)行耐壓試驗(yàn)并對(duì)主變進(jìn)行保護(hù)校驗(yàn)后完成事故搶修辦理?yè)屝藿K結(jié)。20:35調(diào)度下令用#1主變送電，21:19恢復(fù)該站全站負(fù)荷。

圖2 高壓室內(nèi)10 kV II母PT現(xiàn)場(chǎng)

7月15日，試驗(yàn)#2主變正常，開展#2主變保護(hù)裝置檢查試驗(yàn)，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(shí)30分恢復(fù)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(hù)裝置的錄波曲線明顯看出電壓畸變非常嚴(yán)重如圖3。10 kVII母PT在故障前出現(xiàn)高達(dá)15.4 kV相電壓如圖4。通過調(diào)閱調(diào)度自動(dòng)化信息，故障時(shí)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(hù)裝置的故障錄波曲線

圖4 故障前相電壓變化

利用最簡(jiǎn)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(jiǎn)化的L-C串聯(lián)諧振電路圖

(2)#2主變后備保護(hù)拒動(dòng)是故障的另一個(gè)原因，該公司變電檢修班檢查主變保護(hù)動(dòng)作記錄如圖6，保護(hù)整組啟動(dòng)未出口。

圖6 主變保護(hù)動(dòng)作記錄

查看該站#2主變低后備保護(hù)啟動(dòng)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(shí)間均已達(dá)到低后備過流保護(hù)動(dòng)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(dòng)作，如圖7所示。

檢查圖紙?jiān)O(shè)計(jì)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(shí)際CT一次接線P1在母線側(cè)時(shí)，若低后備保護(hù)指向母線，應(yīng)將二次接線的S1出，S2為N，如圖9。因此CT二次接線設(shè)計(jì)錯(cuò)誤，現(xiàn)場(chǎng)按圖施工，導(dǎo)致CT極性接反，低后備保護(hù)不動(dòng)作。

圖7 該站#2主變低后備保護(hù)啟動(dòng)波形

圖8 CT接線圖

圖9 低后備保護(hù)實(shí)際二次接線圖

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

圖10 #2主變高后備保護(hù)屏二次接線圖

3 存在的問題分析

(1)出現(xiàn)系統(tǒng)諧振時(shí)處置措施不當(dāng)

根據(jù)主變保護(hù)記錄波形及10 kV線路保護(hù)動(dòng)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(zhǎng)時(shí)間諧振。縣級(jí)調(diào)度在應(yīng)對(duì)諧振故障時(shí)事故預(yù)案不足，調(diào)度系統(tǒng)未及時(shí)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)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(zhǎng)時(shí)間積累導(dǎo)致PT燒毀。

(2)母線PT質(zhì)量及運(yùn)行可靠性降低

自從2016年以來，已有多個(gè)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(dǎo)致了停電范圍的擴(kuò)大；同時(shí)設(shè)備入場(chǎng)安裝前檢驗(yàn)不徹底，設(shè)備的特性未進(jìn)行嚴(yán)格驗(yàn)證，設(shè)備帶隱患運(yùn)行。

(3)圖紙?jiān)O(shè)計(jì)、現(xiàn)場(chǎng)施工把關(guān)不嚴(yán)

圖紙?jiān)O(shè)計(jì)人員未完全按照現(xiàn)場(chǎng)要求及廠家說明書進(jìn)行設(shè)計(jì)，導(dǎo)致設(shè)計(jì)存在先天性缺陷；施工方現(xiàn)場(chǎng)雖按圖施工，但在檢查、試驗(yàn)中未能發(fā)現(xiàn)該錯(cuò)誤，說明施工人員責(zé)任心不強(qiáng)，對(duì)工程的關(guān)鍵細(xì)節(jié)把關(guān)不嚴(yán)。

(4)縣公司繼電保護(hù)技術(shù)管理薄弱

縣公司二次保護(hù)人員技術(shù)不到位，對(duì)保護(hù)裝置原理、二次回路、故障處理掌握不熟練，對(duì)方向保護(hù)理解不全面；施工過程中無法把住施工風(fēng)險(xiǎn)關(guān)口，需要將現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)培訓(xùn)列入下一步的重點(diǎn)任務(wù)。

4 改進(jìn)措施

(1)加強(qiáng)事故預(yù)案設(shè)想，增強(qiáng)事故處置人員能力。縣級(jí)調(diào)控中心加強(qiáng)諧振故障時(shí)事故預(yù)案設(shè)想，對(duì)于值班員加強(qiáng)業(yè)務(wù)培訓(xùn)，提高事故應(yīng)急處置能力。

(2)開展縣公司主變保護(hù)電流回路排查。針對(duì)縣域變電站，地調(diào)制定排查要求及細(xì)則，縣公司檢修人員逐套保護(hù)檢查，重點(diǎn)檢查電流幅值和相位、后備保護(hù)定值單要求的方向、現(xiàn)場(chǎng)裝置實(shí)際方向，每套保護(hù)裝置均重新帶負(fù)荷測(cè)試，發(fā)現(xiàn)問題，立即更改。

(3)強(qiáng)化縣公司繼電保護(hù)技術(shù)培訓(xùn)。針對(duì)縣公司繼電保護(hù)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(xùn)，重點(diǎn)培訓(xùn)方向保護(hù)、二次回路、CT極性等內(nèi)容；同時(shí)9月份舉辦繼電保護(hù)“勞動(dòng)之星”職業(yè)技能競(jìng)賽，在理論考試和實(shí)際操作中，增加電流回路極性判斷和消缺的內(nèi)容，切實(shí)提高縣公司繼電保護(hù)技術(shù)水平。

(4)對(duì)同批次設(shè)備進(jìn)行重點(diǎn)排查。針對(duì)此次出現(xiàn)的的平高集團(tuán)的設(shè)備進(jìn)行一次全面整體的普查，結(jié)合汛期天氣特點(diǎn)加強(qiáng)對(duì)電壓互感器及消弧線圈等設(shè)備重點(diǎn)巡視，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理設(shè)備隱患。

(5)變電施工前認(rèn)真進(jìn)行圖紙復(fù)核。在涉及保護(hù)相關(guān)重要控制進(jìn)行投退時(shí)，需認(rèn)真對(duì)比設(shè)備說明書及圖紙?jiān)O(shè)計(jì)。

(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(duì)變電檢修人員及變電運(yùn)維人員進(jìn)行相關(guān)專業(yè)知識(shí)培訓(xùn)。深入分析此次事故搶修過程，在處理同類事故時(shí)提升應(yīng)急處置能力。

5 總 結(jié)

通過對(duì)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(shí)，會(huì)對(duì)PT造成很大的危害。因此，應(yīng)強(qiáng)化對(duì)故障處理時(shí)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。