一起110kV变电站主变跳闸事故分析

国网江苏省电力有限公司苏州供电分公司 沈钟婷 顾天逸

变压器是变电站最主要的一次设备，如同变电站的“心脏”，对电力系统的安全运行具有关键作用。主变跳闸将直接影响供电可靠性，给社会生产和人民生活造成损失和不便。本文针对一起110kV主变跳闸事故，分析主变后备保护动作行为，判断故障原因并提出相应的防范措施，为同类事故的处理和预防提供一定的参考和借鉴。

1 事故概况

事故前运行方式：该变电站的110kV侧为内桥接线，110kV I母和II母都只有1条进线，分别供#1主变和#2主变、母联开关热备用；20kV侧为单母分段接线，201#1主变开关供20kV I段母线、202#2主变开关供20kV II段、III段母线（20kV II段、III段母线为硬连接，203#2主变开关冷备用）。

事故经过：2020年5月21日，该变电站#2主变低后备保护、高后备保护动作跳闸，#2主变失电，20kV II段、III段母线失电。现场对主变保护及相关回路进行检查，高后备保护故障电流二次值约为15A，CT变比为600/5，一次故障电流约为1800A，动作时间1600ms，低后备保护故障电流二次值约为25A，CT变比为2000/5，一次故障电流约为10000A，动作时间为1368ms。故障录波显示为三相短路，故障电流持续约1600ms，表明低后备保护动作后并未真正隔离故障点，继而通过高后备保护动作切除。

设备检查情况：现场检查发现202#2开关柜烧毁，随即将#2主变及20kV II段、III段母线改至检修状态。开柜检查发现开关柜内部除母线仓外已全部熏黑，其中断路器下动触头部分烧毁（图1），动触头触指弹簧断裂在静触头盒内；开关柜下触头盒安装底板有明显的三相放电痕迹（图2）；下活门绝缘挡板严重受损，轻碰即碎裂。检修人员将下分支母排拆除后，发现三相分支母排在同一水平位置烧蚀严重（图3）。此外#2主变试验及主变油色谱均正常，#2主变保护相关采样、动作逻辑、出口都正常，保护动作正确。

图1 下动触头部分烧毁

图2 下触头盒安装板有明显三相放电痕迹

图3 相下分支母排部分烧蚀

2 事故分析及处理

事故原因分析。从上述设备部件受损情况来看，202#2主变开关柜下触头盒安装底板有明显三相短路痕迹，其与开关柜下活门绝缘挡板因短路电弧损坏严重，上活门及上触头盒安装底板铁板未损坏，仅是高温烧烤，下分支母排在下触头盒穿出点附近位置严重烧蚀，因此故障点应为下静触头盒。经分析引起三相短路故障原因可能如下：下触头盒存在绝缘缺陷，运行过程中绝缘逐渐劣化，当绝缘水平无法承受运行电压时发生三相短路故障；下触头盒内部动静触头接触部位在运行过程中存在夹紧力不够、接触不良导致的发热隐患，造成绝缘件老化，进而引发三相短路故障。

事故处理过程。事故发生后，制定临时隔离送电方案：检修人员对故障的202#2主变开关柜进行电气拆断隔离，对故障开关柜相邻的开关柜进行检查和清洁处理，同时对所有20kV II段、III段母线以及#2主变20kV低压侧母线进线桥进行全面检查。完成上述工作后对主变低压侧母线进线桥进行回路电阻试验和耐压试验，对20kV II段、III段母线进行升压局放检测，对203#2主变开关进行交接试验，所有试验结果均合格。待全部工作及验收完成后，该变电站20kV II段、III段母线由203#2主变开关恢复送电。

3 防范措施

在目前的电网设备中，高压开关柜占有较大比重[1]，因此对电网的安全运行有较大的影响。开关柜的故障原因大体可以归纳为几类：环境原因。环境湿度过高、沙石较多等情况都会加速绝缘的老化[2]。因此要加强对外部环境的控制；设计原因。近年来国家和公司层面都已出台了高压开关柜相关技术规范，从根本上保障了电网的整体性能[3]。务必选用符合要求的高压设备；质量原因。包括元件质量、安装质量和维修质量等[4]。在本次事故中，室内湿度正常、电缆沟无积水，排除因柜内潮湿、绝缘裕度下降造成三相短路故障。同时故障开关柜内母排相间绝缘净距大于180mm，且绝缘件为双屏蔽结构，满足国家电网十八项反措要求。

针对发生的开关柜自身质量问题，提出以下几点防范措施：严格把好质量关，在接收新设备时做好交接试验，从源头上降低不良事故发生的概率；提升检修人员的专业性，杜绝维修过程中造成的绝缘水平下降；加强对开关柜的运行维护。根据开关柜的运行情况制定严密的维护计划，定期检查开关柜内绝缘件的情况，日常巡视中发现有异常放电声的开关柜应及时停电检修。

综上，本文以某110kV变电站主变跳闸事故为例，分析了事故发生的原因，并提出了切合实际的防范措施，对预防类似事故具有积极意义。如前所述，该起事故实际上是一起绝缘事故，因此为确保高压开关柜的安全稳定运行，就必须要强化高压开关柜的性能。在选用设备时需要以相关技术标准为参照，严格把控产品质量和安装质量；在日常管理中需要落实具体的巡视和检修要求，使设备处于最佳的工作状态。