國(guó)網(wǎng)江蘇省電力有限公司蘇州供電分公司 沈鐘婷 顧天逸

變壓器是變電站最主要的一次設(shè)備，如同變電站的“心臟”，對(duì)電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行具有關(guān)鍵作用。主變跳閘將直接影響供電可靠性，給社會(huì)生產(chǎn)和人民生活造成損失和不便。本文針對(duì)一起110kV主變跳閘事故，分析主變后備保護(hù)動(dòng)作行為，判斷故障原因并提出相應(yīng)的防范措施，為同類事故的處理和預(yù)防提供一定的參考和借鑒。

1 事故概況

事故前運(yùn)行方式：該變電站的110kV側(cè)為內(nèi)橋接線，110kV I母和II母都只有1條進(jìn)線，分別供#1主變和#2主變、母聯(lián)開關(guān)熱備用；20kV側(cè)為單母分段接線，201#1主變開關(guān)供20kV I段母線、202#2主變開關(guān)供20kV II段、III段母線（20kV II段、III段母線為硬連接，203#2主變開關(guān)冷備用）。

事故經(jīng)過：2020年5月21日，該變電站#2主變低后備保護(hù)、高后備保護(hù)動(dòng)作跳閘，#2主變失電，20kV II段、III段母線失電?，F(xiàn)場(chǎng)對(duì)主變保護(hù)及相關(guān)回路進(jìn)行檢查，高后備保護(hù)故障電流二次值約為15A，CT變比為600/5，一次故障電流約為1800A，動(dòng)作時(shí)間1600ms，低后備保護(hù)故障電流二次值約為25A，CT變比為2000/5，一次故障電流約為10000A，動(dòng)作時(shí)間為1368ms。故障錄波顯示為三相短路，故障電流持續(xù)約1600ms，表明低后備保護(hù)動(dòng)作后并未真正隔離故障點(diǎn)，繼而通過高后備保護(hù)動(dòng)作切除。

設(shè)備檢查情況：現(xiàn)場(chǎng)檢查發(fā)現(xiàn)202#2開關(guān)柜燒毀，隨即將#2主變及20kV II段、III段母線改至檢修狀態(tài)。開柜檢查發(fā)現(xiàn)開關(guān)柜內(nèi)部除母線倉外已全部熏黑，其中斷路器下動(dòng)觸頭部分燒毀（圖1），動(dòng)觸頭觸指彈簧斷裂在靜觸頭盒內(nèi)；開關(guān)柜下觸頭盒安裝底板有明顯的三相放電痕跡（圖2）；下活門絕緣擋板嚴(yán)重受損，輕碰即碎裂。檢修人員將下分支母排拆除后，發(fā)現(xiàn)三相分支母排在同一水平位置燒蝕嚴(yán)重（圖3）。此外#2主變?cè)囼?yàn)及主變油色譜均正常，#2主變保護(hù)相關(guān)采樣、動(dòng)作邏輯、出口都正常，保護(hù)動(dòng)作正確。

圖1 下動(dòng)觸頭部分燒毀

圖2 下觸頭盒安裝板有明顯三相放電痕跡

圖3 相下分支母排部分燒蝕

2 事故分析及處理

事故原因分析。從上述設(shè)備部件受損情況來看，202#2主變開關(guān)柜下觸頭盒安裝底板有明顯三相短路痕跡，其與開關(guān)柜下活門絕緣擋板因短路電弧損壞嚴(yán)重，上活門及上觸頭盒安裝底板鐵板未損壞，僅是高溫?zé)?，下分支母排在下觸頭盒穿出點(diǎn)附近位置嚴(yán)重?zé)g，因此故障點(diǎn)應(yīng)為下靜觸頭盒。經(jīng)分析引起三相短路故障原因可能如下：下觸頭盒存在絕緣缺陷，運(yùn)行過程中絕緣逐漸劣化，當(dāng)絕緣水平無法承受運(yùn)行電壓時(shí)發(fā)生三相短路故障；下觸頭盒內(nèi)部動(dòng)靜觸頭接觸部位在運(yùn)行過程中存在夾緊力不夠、接觸不良導(dǎo)致的發(fā)熱隱患，造成絕緣件老化，進(jìn)而引發(fā)三相短路故障。

事故處理過程。事故發(fā)生后，制定臨時(shí)隔離送電方案：檢修人員對(duì)故障的202#2主變開關(guān)柜進(jìn)行電氣拆斷隔離，對(duì)故障開關(guān)柜相鄰的開關(guān)柜進(jìn)行檢查和清潔處理，同時(shí)對(duì)所有20kV II段、III段母線以及#2主變20kV低壓側(cè)母線進(jìn)線橋進(jìn)行全面檢查。完成上述工作后對(duì)主變低壓側(cè)母線進(jìn)線橋進(jìn)行回路電阻試驗(yàn)和耐壓試驗(yàn)，對(duì)20kV II段、III段母線進(jìn)行升壓局放檢測(cè)，對(duì)203#2主變開關(guān)進(jìn)行交接試驗(yàn)，所有試驗(yàn)結(jié)果均合格。待全部工作及驗(yàn)收完成后，該變電站20kV II段、III段母線由203#2主變開關(guān)恢復(fù)送電。

3 防范措施

在目前的電網(wǎng)設(shè)備中，高壓開關(guān)柜占有較大比重[1]，因此對(duì)電網(wǎng)的安全運(yùn)行有較大的影響。開關(guān)柜的故障原因大體可以歸納為幾類：環(huán)境原因。環(huán)境濕度過高、沙石較多等情況都會(huì)加速絕緣的老化[2]。因此要加強(qiáng)對(duì)外部環(huán)境的控制；設(shè)計(jì)原因。近年來國(guó)家和公司層面都已出臺(tái)了高壓開關(guān)柜相關(guān)技術(shù)規(guī)范，從根本上保障了電網(wǎng)的整體性能[3]。務(wù)必選用符合要求的高壓設(shè)備；質(zhì)量原因。包括元件質(zhì)量、安裝質(zhì)量和維修質(zhì)量等[4]。在本次事故中，室內(nèi)濕度正常、電纜溝無積水，排除因柜內(nèi)潮濕、絕緣裕度下降造成三相短路故障。同時(shí)故障開關(guān)柜內(nèi)母排相間絕緣凈距大于180mm，且絕緣件為雙屏蔽結(jié)構(gòu)，滿足國(guó)家電網(wǎng)十八項(xiàng)反措要求。

針對(duì)發(fā)生的開關(guān)柜自身質(zhì)量問題，提出以下幾點(diǎn)防范措施：嚴(yán)格把好質(zhì)量關(guān)，在接收新設(shè)備時(shí)做好交接試驗(yàn)，從源頭上降低不良事故發(fā)生的概率；提升檢修人員的專業(yè)性，杜絕維修過程中造成的絕緣水平下降；加強(qiáng)對(duì)開關(guān)柜的運(yùn)行維護(hù)。根據(jù)開關(guān)柜的運(yùn)行情況制定嚴(yán)密的維護(hù)計(jì)劃，定期檢查開關(guān)柜內(nèi)絕緣件的情況，日常巡視中發(fā)現(xiàn)有異常放電聲的開關(guān)柜應(yīng)及時(shí)停電檢修。

綜上，本文以某110kV變電站主變跳閘事故為例，分析了事故發(fā)生的原因，并提出了切合實(shí)際的防范措施，對(duì)預(yù)防類似事故具有積極意義。如前所述，該起事故實(shí)際上是一起絕緣事故，因此為確保高壓開關(guān)柜的安全穩(wěn)定運(yùn)行，就必須要強(qiáng)化高壓開關(guān)柜的性能。在選用設(shè)備時(shí)需要以相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)為參照，嚴(yán)格把控產(chǎn)品質(zhì)量和安裝質(zhì)量；在日常管理中需要落實(shí)具體的巡視和檢修要求，使設(shè)備處于最佳的工作狀態(tài)。