一起110kV变电站1#PT爆炸故障分析研究
来源:用户上传
作者:
摘 要：电压互感器和变压器类似，是用来变换线路上的电压的仪器。它的主要作用是变换线路上的高电压以实现测量、仪表和继电保护作用，另有一部分用来在线路发生故障时保护线路中的贵重设备、电机和变压器，在变电站内有着广泛的应用。但历年运行以来，电压互感器发生爆炸事故屡见不鲜，一旦发生电压互感器故障，进而导致整个站内停电，引起不必要的经济损失，如何规范性的进行预防爆炸事故对电力生产有着重大意义。
关键词：电压互感器 爆炸 事故
中图分类号：TH122 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2019）11（c）-0046-02
目前大多数公司多年来一直致力于电流互感器和网络电力仪表的研发，各种电流互感器规格全，品种多。比如仅测量型电流互感器就有三种，测量型I型，测量型II型，测量型III型，除测量型电流互感器，还有计量型电流互感器，剩余电流互感器/漏电流互感器，保护型电流互感器，双绕组电流互感器，开口式/开合式电流互感器等。但就变压站内常用的有测量型、保护型、仪表型等。正常运行时，电力系统的三相电压对称，第三线圈上的三相感应电动势之和为零。一旦发生单相接地时，中性点出现位移，开口三角的端子间就会出现零序电压使继电器动作，从而对电力系统起保护作用。多年实践运行中发现，由电压互感器故障进而引发的电力系统出现问题的情况屡见不鲜，如何进一步规范的预防电压互感器事故对电力生产有着重大意义。
1 故障简述
某年10月20日16时25分，某供电公司的110kV变电站1#PT（TYD110/√3─0.02H，西容2003年2月产品，2004年1月投运）发生爆炸，156线路对端的某站151开关零序Ⅰ段、距离Ⅰ段保护动作跳闸，重合成功;未损失负荷。PT上部的电容分压器部分在故障中全部炸飞，仅留下部油箱;PT爆炸产生的陶瓷碎片造成1#PT B相瓷裙、相邻刀闸的4支支持瓷瓶损伤，C相避雷器被飞出的PT上法兰拉倒在地。
2 故障前情况
天气简况：当日，某南部地区晴。
站运行方式：110kV系统为正常运行方式，#2主变经112开关上110kV#2母线，（#1主变正在扩建中）。某线156开关上110kV#2母线运行， T接线155开关上110kV#1母线热备用，110kV桥开关101在合位，正常实现进线互投功能。电厂正常通過某一线382、某二线387在站35kV母线侧并网，当时因该电厂有工作，某一线382、某二线387解网运行。
3 故障现象及原因分析
3.1 故障现象
某年10月20日16时25分15秒，220kV某站的110kV某线151线路因对端站1#PT爆炸造成C相瞬时性接地故障，151开关的零序Ⅰ段、距离Ⅰ段保护动作跳闸，重合闸动作并重合成功。
现场检查发现：110kV站#1PT分压电容器爆炸，电容器芯子散落一地;PT上法兰连同引线坠落在地，并将C相避雷器拉倒在地;1#PT 爆炸产生的陶瓷碎块最远飞出50m左右，并撞击损坏了B相PT瓷裙及刀闸支瓶，分压电容器油喷溅至B相PT瓷套表面及地面。
3.2 继电保护动作报告及录波图
现场调取了110kV变电站主变、220kV变电站的相关线路保护装置及110kV系统故障录波数据表。如表1和表2所示。
从上两表中可以看出，继电保护装置及录波图分析表明：许营侧线路保护正确动作跳开151开关，并重合成功。站156线路解列保护，2#主变差动、高后备保护启动，但不具备出口条件，均未出口。
3.3 变电站监控及县调记录分析
查阅110kV站监控记录发现，自10月9日0点起，#1母线C相电压由65kV上升至97.79kV，并持续至10月20日故障发生。当地监控中记录到155解列保护频繁发PT断线告警信号（监控记录见附件），因155线路保护和1#主变保护未投运，所以保护装置没有相关记录相关故障信息。查阅县调近期站#1母线#1PT电压运行曲线显示，自10月8日23点左右，母线三相电压产生差异，A、B相电压约60kV左右，C相电压110kV左右。
监控记录与县调记录均表明：
站110kV#1母线#1 PT的特性自10月8日起发生变化，二次侧电压升高，说明一次侧电容器分压比已发生变化，电容元件部分击穿（西容厂技术人员分析，内部元件击穿短路数量约在26个左右，分压电容器内部串联元件总数为82个）。
由于变电站为无人值班站，自10月8日#1母线#1 PT特性发生变化、电压出现异常后，现场巡视没能及时发现监控系统中电压的异常情况，调仅有35kV和10kV侧电压越限告警功能，因此没有出现110kV告警信息。
4 试验检查分析
针对中间变压器在电容器分压器中间抽头电压升高至额定运行电压的1.7倍是否能够长期运行的疑点，10月25日，省电研院对C相PT的中间变压器进行了伏安特性试验。试验结果表明，中间变压器铁芯磁密设计裕量较大，在故障状况下可以运行，与西容厂介绍情况吻合。
5 故障原因分析
通过现场勘验、试验检查、保护、故障录波、监控记录结果等信息综合分析认为：
（1）电容分压器各密封点密封情况良好，排除了内部受潮的可能;
（2）1#PT C相分压电容器内部元件存在绝缘弱点，自10月8日开始部分元件击穿（26个元件），CVT二次输出电压升高，剩余元件过压运行至10月20日发生贯穿性击穿，导致分压电容器内部压力骤增，电容分压器瓷套爆炸。
6 结语
（1）变电站实施无人值班后，相关设备的巡视检查力度、频度与有人值班站存在差距。应抓紧修订完善相关规程，确保各种告警信息能够及时发现，及时处置。
（2）针对农电部门技术人员的培训力度不够，其技术水平和工作经验欠缺，对部分故障前兆信息的敏感度不够。
参考文献
[1] 龚晓滨，孙圳.两种改进的电压互感器接线方式分析及应用[J].机电信息，2013（3）：12-15.
[2] 邓敏.电磁式电压互感器谐振过电压分析[J].科技视界，2015（9）：18-21.
[3] 吴文能.110kV少油开关与电压互感器铁磁谐振原因分析及解决方案[J].河南科技，2011（22）：25-27.
转载注明来源:https://www.xzbu.com/1/view-15148232.htm
