某风电场升压站35k V电压互感器事故分析

项若轩

（中国水电工程顾问集团有限公司，北京100101）

1 引言

某风电场与2012年投产，其配套升压站35k V系统采用不接地运行方式，利用消弧消谐柜作为接地保护装置，运行中，35k V 5#母线电压互感器突然爆炸，导致对应主变低压侧保护动作。笔者根据变电站保护装置记录和故障录波数据的对比分析，确定了事故起因，提出了处理意见。

2 事故经过

2016年7月15日，全场设备年度检修预试工作完毕，按照调度操作令开始对全厂设备进行恢复送电操作，送220k V线路、220k V 5#母线以及220k V 1#主变时均正常；19:03:24，合 301 开关，向 35k V#5 母线送电；19:03:49，35k V5#母线5-9PT爆炸；19:03:50，1#主变低压侧301开关跳闸，故障消失。

3 保护装置信息

19:03:2 4.548，1#主变测控301合闸位置；19:03:24.573公用测控消弧消谐柜接地告警；19:03:25.641，1#主变低压零序过压告警；19:03:47.128公用测控消弧消谐柜报警信号已复归；19:03:50.753，1#主变测控主变保护A后备保护动作；19:03:50.917，1#主变测控301分闸位置。

4 故障录波数据

故障录播数据如图1~图3所示。

图1 301合闸前后波形

图2 消弧消谐柜复位前后波形

图3 301保护跳闸前后波形

5 事故原因分析及解决方案

5.1 事故过程还原

从表1保护装置信息及故障录波器波形对比可得出，1#主变低压侧断路器 301 合闸（T0）；40ms后（T1），消弧消谐柜动作使C相接触器闭合并且金属性接地，A、B两相电压升高倍；23s后（T2），消弧消谐柜退出，导致电压突变，在这一过程中，PT高压线圈的非接地两相的励磁电流就突然增大，甚至饱和，从而此构成相间串联谐振；1.5s后（T3），发生谐振的电压互感器过热烧毁，电压信号消失，保护动作。

表1 报文信息与录波波形对比表

5.2 原因分析

从还原的事故全过程分析来看，T1与T2是2个关键的时间点。T1时刻，35k V 5#母线发生单相接地故障，消弧消谐柜动作；T2时刻，接地故障消失，消弧消谐柜复位。消弧消谐柜的2次动作是整个事故诱因。系统停电后，检修人员首先对35k V 5#母线进行了相关实验，实验结果表明：35k V 5#母线无故障点，说明35k V 5#母线无永久故障点。消弧消谐柜的动作可能有以下2个原因引起：35k V 5#母线出现临时故障，消弧消谐柜动作后，35k V 5#母线故障消除，消弧消谐柜复位；由于消弧消谐柜所处环境电磁干扰较强，消弧消谐控制装置出现误动[1]。但无论是以上哪个原因，都已经无法通过后期试验验证。

5.3 解决方案

根据事故原因，提出以下解决方案：

1）更换已损设备，在恢复送电前，应做好各设备的检查和试验工作，避免带伤送电的情况发生；

2）在35k V 5#母线PT中性点加装一次消谐器，以调整电压互感器等效阻抗参数，达到破坏谐振条件的目的；

3）综合考虑运行实际情况后，应尽快将“小电阻+接地变”取代消弧消谐柜的方案列入实施计划。

6 结语

本文详细介绍了事故相关情况，通过对升压站护装置记录信息和故障录波数据的分析，还原了事故发生的过程，确定了事故原因，为后续处理工作提出建议，同时，为其他风电场升压站类似故障分析处理提供可借鉴的经验。