一起110kV變電站1#PT爆炸故障分析研究

屈乾達

摘? ?要：電壓互感器和變壓器類似，是用來變換線路上的電壓的儀器。它的主要作用是變換線路上的高電壓以實現測量、儀表和繼電保護作用，另有一部分用來在線路發生故障時保護線路中的貴重設備、電機和變壓器，在變電站內有著廣泛的應用。但歷年運行以來，電壓互感器發生爆炸事故屢見不鮮，一旦發生電壓互感器故障，進而導致整個站內停電，引起不必要的經濟損失，如何規范性的進行預防爆炸事故對電力生產有著重大意義。

關鍵詞：電壓互感器? 爆炸? 事故

中圖分類號：TH122? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-098X（2019）11（c）-0046-02

目前大多數公司多年來一直致力于電流互感器和網絡電力儀表的研發，各種電流互感器規格全，品種多。比如僅測量型電流互感器就有三種，測量型I型，測量型II型，測量型III型，除測量型電流互感器，還有計量型電流互感器，剩余電流互感器/漏電流互感器，保護型電流互感器，雙繞組電流互感器，開口式/開合式電流互感器等。但就變壓站內常用的有測量型、保護型、儀表型等。正常運行時，電力系統的三相電壓對稱，第三線圈上的三相感應電動勢之和為零。一旦發生單相接地時，中性點出現位移，開口三角的端子間就會出現零序電壓使繼電器動作，從而對電力系統起保護作用。多年實踐運行中發現，由電壓互感器故障進而引發的電力系統出現問題的情況屢見不鮮，如何進一步規范的預防電壓互感器事故對電力生產有著重大意義。

1? 故障簡述

某年10月20日16時25分，某供電公司的110kV變電站1#PT（TYD110/√3─0.02H，西容2003年2月產品，2004年1月投運）發生爆炸，156線路對端的某站151開關零序Ⅰ段、距離Ⅰ段保護動作跳閘，重合成功;未損失負荷。PT上部的電容分壓器部分在故障中全部炸飛，僅留下部油箱;PT爆炸產生的陶瓷碎片造成1#PT B相瓷裙、相鄰刀閘的4支支持瓷瓶損傷，C相避雷器被飛出的PT上法蘭拉倒在地。

2? 故障前情況

天氣簡況：當日，某南部地區晴。

站運行方式：110kV系統為正常運行方式，#2主變經112開關上110kV#2母線，（#1主變正在擴建中）。某線156開關上110kV#2母線運行， T接線155開關上110kV#1母線熱備用，110kV橋開關101在合位，正常實現進線互投功能。電廠正常通過某一線382、某二線387在站35kV母線側并網，當時因該電廠有工作，某一線382、某二線387解網運行。

3? 故障現象及原因分析

3.1 故障現象

某年10月20日16時25分15秒，220kV某站的110kV某線151線路因對端站1#PT爆炸造成C相瞬時性接地故障，151開關的零序Ⅰ段、距離Ⅰ段保護動作跳閘，重合閘動作并重合成功。

現場檢查發現：110kV站#1PT分壓電容器爆炸，電容器芯子散落一地;PT上法蘭連同引線墜落在地，并將C相避雷器拉倒在地;1#PT 爆炸產生的陶瓷碎塊最遠飛出50m左右，并撞擊損壞了B相PT瓷裙及刀閘支瓶，分壓電容器油噴濺至B相PT瓷套表面及地面。

3.2 繼電保護動作報告及錄波圖

現場調取了110kV變電站主變、220kV變電站的相關線路保護裝置及110kV系統故障錄波數據表。如表1和表2所示。

從上兩表中可以看出，繼電保護裝置及錄波圖分析表明：許營側線路保護正確動作跳開151開關，并重合成功。站156線路解列保護，2#主變差動、高后備保護啟動，但不具備出口條件，均未出口。

3.3 變電站監控及縣調記錄分析

查閱110kV站監控記錄發現，自10月9日0點起，#1母線C相電壓由65kV上升至97.79kV，并持續至10月20日故障發生。當地監控中記錄到155解列保護頻繁發PT斷線告警信號（監控記錄見附件），因155線路保護和1#主變保護未投運，所以保護裝置沒有相關記錄相關故障信息。查閱縣調近期站#1母線#1PT電壓運行曲線顯示，自10月8日23點左右，母線三相電壓產生差異，A、B相電壓約60kV左右，C相電壓110kV左右。

監控記錄與縣調記錄均表明：

站110kV#1母線#1 PT的特性自10月8日起發生變化，二次側電壓升高，說明一次側電容器分壓比已發生變化，電容元件部分擊穿（西容廠技術人員分析，內部元件擊穿短路數量約在26個左右，分壓電容器內部串聯元件總數為82個）。

由于變電站為無人值班站，自10月8日#1母線#1 PT特性發生變化、電壓出現異常后，現場巡視沒能及時發現監控系統中電壓的異常情況，調僅有35kV和10kV側電壓越限告警功能，因此沒有出現110kV告警信息。

4? 試驗檢查分析

針對中間變壓器在電容器分壓器中間抽頭電壓升高至額定運行電壓的1.7倍是否能夠長期運行的疑點，10月25日，省電研院對C相PT的中間變壓器進行了伏安特性試驗。試驗結果表明，中間變壓器鐵芯磁密設計裕量較大，在故障狀況下可以運行，與西容廠介紹情況吻合。

5? 故障原因分析

通過現場勘驗、試驗檢查、保護、故障錄波、監控記錄結果等信息綜合分析認為：

（1）電容分壓器各密封點密封情況良好，排除了內部受潮的可能;

（2）1#PT C相分壓電容器內部元件存在絕緣弱點，自10月8日開始部分元件擊穿（26個元件），CVT二次輸出電壓升高，剩余元件過壓運行至10月20日發生貫穿性擊穿，導致分壓電容器內部壓力驟增，電容分壓器瓷套爆炸。

6? 結語

（1）變電站實施無人值班后，相關設備的巡視檢查力度、頻度與有人值班站存在差距。應抓緊修訂完善相關規程，確保各種告警信息能夠及時發現，及時處置。

（2）針對農電部門技術人員的培訓力度不夠，其技術水平和工作經驗欠缺，對部分故障前兆信息的敏感度不夠。

參考文獻

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