一起10千伏電壓互感器故障引發的思考

【摘 ?要】本文從筆者實際工作經驗出發，主要通過對某地區電網110千伏變電站10千伏電壓互感器故障的事故處理進行描述，進行分析判斷，提出具體的防范及改進措施，為今后出現類似故障，調度和運行人員的判斷和事故處理提供參考依據，使調度和運行人員正確的處理此類故障。

【關鍵詞】電壓互感器故障;分析判斷;防范措施

1、引言

在小電流接地系統中，電壓互感器由于產品質量原因、二次過載，間歇性弧光接地過電壓，電感設備鐵心的磁路飽和作用激發產生的鐵磁諧振過電壓，經常導致電壓互感器燒毀或使高壓熔絲熔斷。因此，本文對某地區電網110千伏變電站發生的10千伏電壓互感器的故障現象及調度處理方法為例進行分析，通過總結故障規律、調度事故處理方法，并對故障情況進行了分析，為調度和運行值班人員快速判別處理類似故障提供依據。

2、故障前變電站運行方式

110千伏乙站為擴大內橋接線方式。事故前，110千伏甲乙Ⅰ線運行帶1號主變，110千伏甲乙Ⅱ線運行帶2號、3號主變負荷，1號、2號、3號主變低壓側分列運行，2號主變備自投、500母聯備自投、500A母聯備自投在投;乙站10千伏WL1線路與丙站10千伏ZL1線路互為雙電源線路，聯絡開關處冷備用。

3、故障現象及原因分析

3.1 事故現象及判斷

2017年3月19日 12：57當值調度員發現乙站10千伏Ⅰ母電壓遙測值為Ua=5.29kV、Ub=0.14kV、Uc=5.93kV、3U0=22.7V，隨即通知運維人員到乙站檢查設備。運維人員到乙站后檢查發現10千伏Ⅰ母電壓互感器B相高壓保險熔斷，并根據調令更換10kVⅠ母電壓互感器一次保險;在將10千伏Ⅰ母電壓互感器由檢修轉運行的操作過程中，運維人員遙控執行分500母聯開關成功后，10kVⅠ母三相電壓為Ua=5.69kV，Ub=6.10kV，Uc=6.11kV，3U0= 7.3V，運維人員將10千伏Ⅰ母電壓互感器再次轉檢修;更換A相高壓保險后，繼續執行10千伏Ⅰ母電壓互感器由檢修轉運行的過程中，監控機乙站發10kVⅠ母接地告警，Ⅰ母母線相電壓遙測值為Ua=11.99kV、Ub=10.93kV、Uc=9.84kV、3U0 =104.2V。

當值調度員判斷乙站10千伏Ⅰ母有諧振現象，立即通知現場暫停操作。當值調度員正在采取措施來消除諧振的同時，乙站1號主變后備保護動作，501開關跳閘，10kVⅠ母失壓。隨后運維人員檢查發現10千伏Ⅰ母電壓互感器柜內有焦糊味，將其隔離后，根據調令恢復10kVⅠ母及各出線正常供電。

3.2 ?乙站1號主變低后備保護動作分析

1號主變低后備保護裝置動作報文分析：13時00分09秒454毫秒 1號主變低后備復壓閉鎖開出，Uab=62.7、Ubc=76.89V、Uac=16.39V;13時00分22秒772毫秒 ?10千伏Ⅰ母線TV斷線告警，13時05分58秒814毫秒 1號主變低后備ABC相復壓過流Ⅱ段1時限保護動作Ia=30.66A、Ib=31.46A、Ic=30.56A;13時05分59秒014 毫秒 1號主變低后備ABC相復壓過流Ⅱ段2時限保護動作Ia=30.66A、Ib=31.46A、Ic=30.56A;1號主變501開關、500母聯開關均在分。經與1號主變低后備保護定值單（1號主變低后備保護復壓過流Ⅱ段2時限定值為13.9A，2時限定值為0.8S，故障電流為30.66A，換算到一次側，短路電流為18396A）比對，乙站1號主變低后備保護裝置正確動作。

3.3 電壓互感器故障試驗數據分析

檢修人員對事故電壓互感器小車進行診斷性試驗。外觀檢查發現電壓互感器本體有放電痕跡，避雷器外觀完整，導電桿與電壓互感器連接導線正常，電壓互感器二次繞組引線正常;隨后，檢修人員對電壓互感器進行一二次繞組絕緣電阻測試。

該電壓互感器一二次繞組直流電阻數據合格，一次對二次及地絕緣電阻小于1000MΩ，二次對一次及地絕緣電阻小于1000MΩ，二次繞組之間絕緣電阻為零，判斷電壓互感器一次繞組絕緣電阻降低，二次繞組絕緣擊穿。

經過分析得出，造成本次事故的原因為：運維人員最后一次將乙站500母聯開關分閘后，系統報接地，電壓互感器鐵芯快速達到飽和，產生鐵磁諧振，從而引發諧振過電壓;這時，電壓互感器勵磁電流劇增，B相高壓熔斷器在遇到大電流沖擊時產生弧光放電，并發展為三相弧光短路故障，引起電壓互感器柜內ABC三相短路，造成1號主變低后備保護動作。

4、防范措施及結論

1）守好電壓互感器的質量檢測這一關，禁止不合格產品進入電網，影響電網運行。

2）選用勵磁特性好的電壓互感器，并可考慮在電壓互感器一次繞組的中性點上安裝消諧裝置，用于抑制或者消除因電壓互感器飽和所引起的鐵磁諧振。

3）盡量縮短供電線路長度，對較長的供電線路，可以考慮將該線路部分負荷轉移至其他線路或其他變電站供電，或在當地新建變電站，這樣可以減少發生接地故障時線路的容性電流對系統的沖擊。

4）調控人員及運維人員應提高業務技能，加強此類故障的反事故演習，防止因故障處置不當造成事故擴大等不良后果。

在電力系統中，電力一次設備的安全穩定運行能大大提高系統供電的可靠性和穩定性。本文針對某地區電網 10 千伏電壓互感器故障引發的母線失壓，討論了各種隔離故障后恢復系統正常運行的處理方法，從中選出比較適合的送電方案，并提出了相關的防范措施，為調度員及運維人員判斷故障及處理該類故障提供了一定的方法和根據。

參考文獻：

[1] 周麗霞、尹忠東等.配網PT鐵磁諧振機理與抑制的實驗研究[J].電工技術學報，2007。

[2] 崔家佩等.電力系統繼電保護與安全自動裝置整定計算[M].北京：中國電力出版社，1993。

[3] 張磊等.西北電網調度控制管理規程細則.2015。

作者簡介：

吳雙泉（1987-），男，工程師，大學，從事于電網調度運行工作。

（作者單位：國網寧夏電力有限公司中衛供電公司）