110kV曲河变电站10KV西母PT爆炸原因分析

李银锋 李勇

摘要：在变电运行中PT爆炸是一种很严重的故障，造成此故障的原因有很多，其中谐波引起此故障的十分普遍，造成的危害也大，如何控制谐波污染，防止此类故障的发生，是我们电力生产中的一个急需解决的问题。

关键词：PT爆炸 熔断 接地 谐波

一、事故经过

2013年04月06日09时48分曲变值班员汇报：曲变10KV东西母失压，10KV高压室内冒烟严重。09时49分调度自动化监控发现：曲10KV母线A相电压非金属性接地，并在09：20-09：45间持续下降，曲102过流跳闸。10时32分吴家村操作队值班员汇报：曲10KV西母PT及避雷器爆炸，站内二次线烧坏，曲102过流跳闸。令其断开曲10KV各分板开关、曲100开关。10时33分通知变电工程部检修人员：曲10KV西母PT及避雷器爆炸，站内二次线烧坏，请速处理。

10时50 分令吴家村操作队值班员汇报：曲10KV西母及避雷器停止运行，解除备用。11时02分令吴家村操作队值班员：曲1#主变加入运行，曲351不操作。11时13分 吴家村操作队值班员汇报：曲1#主变加入运行后，曲10KV东母无电压显示，要求曲10KV东母PT停电检查。11时18分令吴家村操作队值班员：曲10KV东母PT停止运行，解除备用，做安全措施。在曲10表东与曲10KV东母PT间做地线一组。11时29分吴家村操作队值班员汇报：经查曲10KV东母PT三侧一次保险全部熔断，现已全部更换。11时33 分令吴家村操作队值班员：曲10KV东母PT拆除安全措施，恢复备用，加入运行。拆除曲10表东与曲10KV东母PT间地线一组。14时15分 令吴家村操作队值班员：曲100及曲10KV西母拆除安全措施，恢复备用，加入运行；拆除曲100与曲100东间地线一组（不操作曲10KV西母PT）；14时31分 令吴家村操作队值班员：曲19、曲21、曲24、曲25板恢复备用。16时30分 吴家村操作队值班员汇报：曲24、曲25板恢复备用操作结束，曲100开关未合到位，现已解备，变电工程部景建峰正在处理中，令其继续执行原调度令

8时30分吴家村操作队值班员汇报：曲100开关不能电动操作，曲10KV西母PT爆炸，曲18板二次线受损，均不能送电。

二.事故原因分析：

事后我们分析整个事故过程有以下几个主要因素：1、主变后备保护动作前10KV各分板均报接地信号，且持续一段时间。2、东西母PT保险全部熔断。3、西母PT C相裂开。4、西母PT保险放射性裂开。5、PT保险与母线间铝排熔化。

按以上要点逐项分析：1、10KV出线当时带负荷的线路有曲矿、曲中、曲磨、曲煤、曲双线，通知用户和供电所巡线后汇报无异常，试送均正常，报接地信号的也包括已停运的各分板，因此我们认为该信号为虚接地信号。

2、东西母PT及西母避雷器保险熔断，简单的接地和多点接地并不能产生如此大的破坏力，这种破坏力只能是谐波。

3、西母PT C相裂开，因没有到达事故现场，不清楚是内部裂还是外部受冲击裂开，但有一点该PT应该是最薄弱点或该PT铁心最早处于饱和状态。

4、西母PT保险在承受非工作电流冲击下熔断，但自身灭弧能力不能灭断弧光，高温弧光使保险管内部石英砂分解，压力暴增，直至保险管爆裂。

5、爆裂的保险管喷射出各种颗粒和块状物质，是小空间内铝排间绝缘下降，引发弧光放电，烧断铝排。瞬间三相短路，满足2#主变后备保护正确动作，及时切断故障电流，否则后顾不堪设想。

造成上述现象的原因为谐振，当Xc/Xl>0.01（Xc为电容电抗， Xl电感电抗），易发生铁磁谐振，Xc增大、Xl变小均会满足产生谐振条件。对地分布电容（电缆线路）Xc0=350*31/2/L（35kv）； Xc0=10*31/2/L（10kv）。我们分析Xc增大因素，结合曲河站出现的类似事故，我们逐一排查。首先电网结构未发生明显变化，变化的是10KV工业专线全部停运，造成空载线路占比大幅增加，这些线路一般较短，大多只有几百米，当负荷大幅下降后，电网稳定的小环境发生变化，Xc的占比在增加，Xc/Xl的比值将会远大于0.01，在0.01-0.07区间时易发生分频谐振，在0.55-2.8区间时易发生高频谐振，接近1时易发生基频谐振。基频谐振的表现为：电压两相升高，一相降低，线电压正常，过电流很大，往往导致电压互感器熔断、烧毁。过电压不超过3.2倍相电压时，将伴有接地信号指示，称为虚幻接地想象。

写真的結果就是PT的绝缘首先遭到严重的破坏，随之引起单相接地，继而发展为两相、三相的相间短路现象，发生爆炸，造成了此次事故的发生。

三.事故防范措施：

1、选用励磁感抗大于1.5兆欧的PT。通过选用励磁感抗大于1.5兆欧的PT，可以改善谐振发生的条件，改变谐振发生的技术条件，避开谐振区域，从而减少激发谐振过电压发生的几率，有效的避免谐振现象的出现。

2、中性点加装单项电压互感器。在中性点加装单相电压互感器，可以使电压互感器的等值感抗明显增加，并可以同时使用容量大而且不容易饱和的电压互感器，这种方法实际上是扩大了电压互感器的福安特性曲线的线性区域，降低了电压互感器饱和发生的几率。

3、断开空载线路。断开空载线路可以减少系统中的容抗，改变谐振参数，破坏谐振产生的条件，使得三相电压趋于平衡，防止谐振的发生。

四、结语

变电站PT爆炸是一种很严重的事故，尤其是在变电站总体负荷改变情况下。我们必须通过有效的技术手段，控制谐波，破坏谐波发生的技术条件，防止谐波发生，造成事故给电力生产带来损失。从根源上解决谐振问题，应充分考虑现有的技术条件和经济条件，尽量考虑一次消谐的技术方法。

作者简介：李银锋1 1984男 汉族 河南登封人 大专学历 正值调度员 助理工程师 研究方向电力调度运行

李勇21971 男 汉族 河南登封人 本科 调度中心主任 工程师 研究方向电力调度运行