一起变电所电压互感器烧损事故原因分析 刘智慧，顾娟，何绥庆 ７１０２０１） （长庆油田水电厂，西安［摘要］ 针对一起变电所１０ｋＶ电压互感器烧损事故进行分析，找出事故原因并提出具体反措建议，以指导安全生 产 关键词 变电所电压互感器操作过电压极限输出能力 ０引言 某３５ｋＶ变电所３５ｋＶ、１０ｋＶ系统均为单母线分段接 具有故障录波功能。分析变电所１０ｋＶ＃９线故障录波， 发现后台采集数据２次，为前２次动作的故障录波。 １０ｋＶ＃９线过流Ｉ段定值为１５Ａ、０ｓ；过流ＩＩ段定值为 ８．２Ａ、０．２ｓ；过流ＩＩＩ段定值为６Ａ、１Ｓ。本次线路过流 线方式，共有主变２台，容量分别为３ １５０ｋＶＡ和２ ０００ ｋＶＡ，并列运行；１ＯｋＶ出线８条，总负荷为２ ７００ｋＷ。 故障１０ｋＶ＃９线接待负荷１ ０００ｋＷ，１０ｋＶ电压互感器 （以下简称ＴＶ）无消谐装置。 ＩＩ段频繁动作，动作电流略大于８．２Ａ，动作后１ｓ线路重 合闸，重合闸前后系统电压波动正常，排除操作过电压 的影响。 １事故信息 ２０１４年５月１日大风，４：０５变电所后台报警“１ＯｋＶ ＩＩ段ＴＶ断线”，【，Ａ一６．５ｋＶ，ＵＢ—ＯｋＶ， ＝６．３ｋＶ， 检查高压室发现１ＯｋＶ ＩＩ段ＴＶ柜有冒烟现象；４：２２将 １ＯｋＶ ＩＩ段ＴＶ由运行转冷备用，检查发现ＴＶ本体温度 高，Ｂ相本体击穿，外壳部分烧融滴至ＴＶ手车下盖板。 操作过电压是指由线路投切、故障或其它原因在系统 中引起的相对地或相间瞬态过电压，其产生的主因之一就 是线路合闸和重合闸。由于线路电感一电容的振荡将产生 合闸过电压，在线路重合时，因电源电势较高以及线路上 残余电荷的存在，加剧了这一电磁振荡过程，使过电压进 一步提高。空载线路合闸以及成功的三相重合闸在线路受 端产生的相对地操作过电压会大于２×２Ｕｏ（Ｕｏ为线路额定 事故后，排查发现线路后段大档距弧垂不平，大风引发线 路过流ＩＩ段保护动作。对故障前后线路动作及后台报文进 行统计，见表１。 表１ ＴＶ烧损前后部分动作情况统计 相电压）。而本次事故期间，１０ｋＶ真空断路器共合闸３４ 次，重合闸动作６次，成功２次。依此推理，事故期间多 次操作产生的过电压造成了变电所设备不同程度的绝缘损 坏。 ３ Ｔｖ烧损原因分析 （１）ＴＶ质量问题是其烧损的主要原因。本次烧损ＴＶ 为ＪＤＺＸ１０—１０Ｃ型，额定绝缘水平为１２／４２／７５ｋＶ，于 ２０１０年５月制造。２０１３年６月２９日，因该变电所１ＯｋＶ ＃９线搭火，＃９线频繁发生单相接地引发变电所过电压 由表１可知，ＴＶ烧损前后系统无接地；当１５１ ３：４３， 保护器大面积击穿、两段ＴＶ本体击穿事故。为保证变电 所正常运行，将变电所内两组故障ＴＶ进行合并，摇表测 试其绝缘性能良好后投入运行。本次故障后，对击穿ＴＶ 进行绝缘电阻测试，Ａ相为３Ｏ０Ｍｎ、Ｂ相为３７３Ｑ、Ｃ相 为２７３ＭＱ，Ｂ相本体击穿，其余两相均不同程度绝缘受 变电所１０ｋＶ＃９线过流ＩＩ段动作３次，重合闸动作３ 次，成功２次。由此初步判断短时间内线路频繁动作、重 合引发操作过电压，造成ＴＶ本体绝缘击穿和系统振荡， 进而导致ＴＶ电流无法及时疏散而引起本体过热是本次 ＴＶ烧损的主要原因。 损，见表２。 表２烧损ＴＶ部分参数统计 项目 型号 ２故障录波分析 该变电所采用国电南自ＰＳ６９０Ｕ系列保护测控装置， 收稿日期：２０１５—０１—２７ 参数 ＪＳＺＸｌＯ ｌｏＣ型 ＧＢ１２０７ 额定绝缘水平 作者简介：刘智慧（１９８９一），从事电力系统运行与维护工作；顾娟（１９８５一），从事电力系统运行与维护工作ｄ＇－ｌ＂绥庆（１９８０一），工程师，从事 电力系统运行与维护工作。 ７２ Ｊ ｗｗｗ．ｃｈｉｎａｅｔ．ｎｅｔ １中国电工网 续表 ５．８Ａ，定值设置较低，故障动作电流略大于电流ＩＩ段定 值，且实际情况为因档距过大、弧垂不平造成，线路后段 １０ ０００／４￣１／（１００／４＂￥）／（１００／３１ｖ １００／４￣＂４０ＶＡ ０．２级 １００ １００ＶＡ ６Ｐ级 １５０ＶＡ 在：大风时随风摆动。针对此种故障，可采用带延时的电流 ＩＩＩ段保护进行动作。 厂 大连北方互感器集团有限公司 ４反措建议 （１）更换ＴＶ。在后期选型时，应尽量采用励磁性能较 好、输出能力较高的ＴＶ；同时将环北变１０ｋＶ中性点消 谐器、三次谐波抑制器正确接线后投入运行。这样既可改 善ＴＶ的伏安特性，以有效抑制谐振，减少ＴＶ一次熔断 （２）ＴＶ极限输出能力不足是事故发生的重要原因。本 次故障已排除连续分合产生的过电压造成ＴＶ谐振的可能 性。根据现场ＴＶ外壳烧融现象判断，本次事故的重要原 因为线路短时间内多次分合，导致系统振荡；同时，ＴＶ 输出能力不足，电流无法及时释放，短时过热导致ＴＶ本 体过热烧损，其绝缘性能降低而击穿。 极限输出是指在１．２倍额定一次电压下，ＴＶ二次绕 组能连续输出而各部位温升不超过规定值的视在功率标称 值，即额定二次电压下的伏安数。在此情况下，ＴＶ的误 器熔断、本体击穿概率，又可避免绕组过热损坏。 （２）变电所定值调整及重合闸投退。本次故障系大风 天线路后段大档距弧垂不平，大风引起过流ＩＩ段短时间内 频繁动作、重合，导致系统振荡、ＴＶ烧损，其中动作电 流略大于保护定值。为此，应重新核算１０ｋＶ＃９线路保 护定值，即电流Ｉ段定值为１９Ａ，电流ＩＩ段定值为１２Ａ， 对类似故障可通过带延时（１ｓ）的过流ＩＩＩ段进行跳闸，以 增加系统振荡恢复时间；同时，将＃９线重合闸退出，等 风季过后进行恢复。 （３）提升管理水平。本次ＴＶ烧损故障暴露出在安全 生产管理上存在的漏洞，２０１３年７月变电所过电压事故处 差通常超过限值。ＴＶ额定输出标准值为１Ｏ、１５、２５、 ３０、５０、７５、１００、１５０、２００、２５０、３００、４００、５００、 １ ０００ＶＡ。若一台ＴＶ的一个额定输出是标准值，并符合 一个标准准确级，则在规定其余额定输出时，可为非标准 电压、额定频率和规定负荷下，负荷功率因数为０．８～１ 值，但要求其符合另一标准准确级。温升限值是指在规定 间的任一值时，ＴＶ各部位的温升限值。 （３）保护定值设定较小是事故发生的另一个原因。 １ＯｋＶ＃９线接待负荷为１ ０００ｋＷ，且负荷增长迅速，电流 Ｉ段定值为１２Ａ，电流ＩＩ段定值为７Ａ，电流ＩＩＩ段定值为 （上接第７１页） 理后系统正常运行，未能考虑到更换的旧ＴＶ可能存在的 质量问题，且未及时对其进行耐压试验。为此，管理干部 应提升业务技能，深刻吸取故障教训，以避免此类故障再 次发生。 ［４］孙骏，愈之苇．配电变压器及站用变压器ＤＹｎｌ１和ＹＹｎＯ接 线的分析比较［Ｊ］．上海电力，２０１１（２）：５２￣５４ ［５］冯芳碧．ＤＹｎｌ１和ＹＹｎ０接线变压器对比分析［Ｊ］．重庆建筑 大学学报，２０００，２２（４）：９０￣１０２ 色谱分析外，还应缩短油色谱分析周期，建议在运变压器 以一个月为周期开展。对有异常的变压器，应密切关注其 油中氢气、乙炔和总烃等特征气体的变化趋势，若这些特 征气体发现突变，则立即联系停电并更换采用新工艺水平 制造的变压器，同时开展电气试验，结合电气试验数据开 展变压器故障分析；若跟踪监测期间油色谱特征气体变化 不明显，则可考虑对变压器进行滤油、换油或延长油色谱 跟踪监测的周期继续加强监测。 （３）运行巡视时重点加强套管接头红外测温和对变压 器油温的监视，以避免变压器温度过高。 参考文献 Ｅ６］谢毓城．电力变压器手册［Ｍ］．北京：机械－ｒ，＿ｌｋ出版社，２００９ ［７］杨守信．关于站用变压器选型的两个ｆ－＇ｌ题ＥＪ］．华中电力， ２ｏ１４，１７（４）：５７，５８ Ｅ８］李小军，师旭，李继红，等．一起站用变零序过流保护误动原 因分析与改进方案Ｉ－ｊ］．变压器，２０１２，４８（４）：７０￣７２ Ｉ－９］张真涛，严德实，张新宇．干式站用变压器存在的问题及设计 选型安装建议［Ｊ］．ＴＲＡＮＳＦＯＲＭＥ，２０１０，４７（１２）：４３￣４５ Ｉ－ｌｏ－１操敦奎，许维宗．变压器运行维护与故障分析处理［Ｍ］．北 京：中国电力出版社，２００８ －Ｉ１］希思科特，王晓莺．变压器实用技术大全ＥＭ］．北京：机械工 业出版社，２００８ ［１１］陈奕凯．从防饱和角度分析站用变压器保护ＴＡ的选择及 校验Ｉ－Ｊ］．电力自动化设备，２００２，２２（６）：７５￣７７ Ｅ２－１￣晓莺．变压器故障与监测ＥＭ］．北京：机械工业出版社， ２００５ ［１２］能源部西北电力设计院．电力工程电气设计手册２ＥＭ］．北 京：中国电力出版社，１９９１ ［３３张植保．变压器原理与应用ＥＭ］．北京：化学工业出版社， ２Ｏｌ２ １－１３］￣Ⅱ介才．工厂供电简明设计手３￣ＥＭ］．北京：机械工业出版 社．１９９３ 电工技术Ｉ ２０１５ｌ ８期Ｉ７３
