一起电压互感器二次回路接地事故的分析及启示

一起电压互感器二次回路接地事故的分析及启示 朱金垦 叶正策 潘益伟 杨剑友 (温州电力局，浙江 温州 325000) 摘 要:某变电站发生一起110kV副母C相电压互感器二次线圈接地的事故, 该事故最终引起110kV副母 压变空开、正母压变空开相继跳闸，110kV副母压变隔离开关的误分闸。本文详细分析了此次事故的原因 及发展的过程，并提出了对电压回路N600接线的改进方法，以求降低类似事件的影响范围。 关键词:电压互感器; 二次接地; N600; 接线改进 Analysis and revelation of an accident due to the voltage transformer secondary circuit grounding ZHU Jin-ken,YE Zheng-ce ,PAN Yi-wei,YANG Jian-you (Wenzhou Electric Power Burea ,Wenzhou Zhejiang 325000,China) Abstract: One accident of an 110kV auxiliary bus phase C voltage transformer secondary circuit grounding in a substation is occurred, which causes the air switches of the two bus voltage transformers tripping one after another, and the isolator of 110kV auxiliary bus voltage transformer is falsely opened in addition. This paper detailed analyses the reasons and processes of the accident, an improved wiring method of the voltage circuit N600 is proposed, which will minimize the influence of the relevant accident. Key words:voltage transformer ;secondary circuit grounding ; N600; improvement wiring method 控箱TV异常(正母压变空开跳闸); 0引言 4) 16时29分55秒387毫秒:110kV副母压变隔 为了人身和二次设备安全，电压互感器(以下离开关分闸。 简称压变)二次回路必须接地，且不允许多点接地，2原因分析 [1-2]只能一点接地。变电所电压二次回路连接设备繁 多、延伸范围广，常常由于人为的接线错误或绝缘2.1事故现场勘查情况 老化等，出现电压二次回路短路或多点接地情况。 此时，流过N600的电流将急剧增大，并对二次设经过对事故现场勘查发现: 备的安全运行造成极大的危害。 1) 110kV正母压变汇控箱、副母压变汇控箱内空 2011年7月，某220kVGIS变电站发生一起由开跳闸，正母C相、副母C相空开下端头对地 于110kV副母C相压变二次线圈接地而引起副母压阻抗均小于2Ω; 变空开、正母压变空开相继跳闸，110kV副母压变2) 如图1所示，110kV副母压变二次接线盒内C 隔离开关误分闸的事故。事故造成110kV副母压变相第二组(保护)N600四平方多股软线绝缘 失压，110kV母线二次失压和多处二次回路损伤,外皮软化严重; [3]严重影响了设备的可靠运行。现将事故过程、原 因以及预防措施作相关分析。 1事故经过 事故当日后台SOE记录显示: 1) 16时22分48秒564毫秒:110kV副母C相保 护电压异常，110kV故障录波器启动; 2) 16时29分02秒027毫秒:110kV副母压变汇 控箱TV异常(副母压变空开跳闸); 3) 16时29分52秒987毫秒:110kV正母压变汇图1 110kV副母压变二次接线盒内图 3) 如图2所示，110kV副母压变汇控箱内保护组压变长期运行后，二次线圈引线的压接端子处绝缘 N600端子压接处熔断，线槽内多根电缆绝缘膜磨损，其绝缘性能逐渐下降，并最终造成该点对 层烧熔短路; 地绝缘击穿，其突出部与屏蔽板直接接触，压变二 次线圈接地短路。 该次事故中，一个较为普通的压变二次线圈接 地故障，不仅引起了副母压变空开跳闸，还扩大到 正母压变空开跳闸，最终发展为110kV副母压变隔 离开关误分闸，造成110kV副母母线失压、110kV 母线二次失压和多处二次回路损伤,严重影响了设 备的可靠运行。现将整个过程做一个具体的分析。 16时22分48秒564毫秒，由于110kV副母C相压 图2 110kV副母压变汇控箱内图 变气室内二次线圈对地绝缘击穿，造成接地短路，4) 如图3所示，继保室110kV母线设备屏线槽内保护电压异常，110kV故障录波器启动。电压二次 N600电缆绝缘软化严重，并与110kV正母保回路故障电流流向如图4所示，由于故障电流并未 护级C相电压C630、110kV副母压变隔离开流经110kV副母压变汇控箱内的空开2ZKK，空开不 关控制回路等多根电缆粘连; 会跳闸。由于N600一点接地点设在电度表重动屏， 此时故障电流将流过110kV副母压变汇控箱、110kV 母线设备屏和电度表重动屏的N600电缆。 图3 继保室110kV母线设备屏内图 图4 故障电流流径图1 2.2设备返厂分解情况 至16时29分02秒027毫秒，在110kV副母压变汇将110kV副母压变返厂分解后发现: 控箱线槽内，由于N600回路电缆持续流过故障电流1) 线圈无移位，无烧损痕迹; 后发热，绝缘烧熔，并伤及与之相邻的多根电缆绝2) 密封端子无异常，接线无异常; 缘层，造成与110kV副母保护级C相电压C604与3) 绝缘胶片上作业标注文字颜色不同，推测为过N600短路。故障电流流向如图5所示，此时故障电 电流热化导致字迹褪色; 流流经110kV副母压变汇控箱内的空开2ZKK，空开4) C 相引线表面有溶化物附着; 跳闸，110kV副母压变汇控箱TV异常发信。但此后5) C 相的安装位置，在罐体底部有溶化物发现; 故障并未隔离，如图4所示，故障电流仍持续流过6) 屏蔽板有烧损痕迹，位置在引线和二次电线的110kV副母压变汇控箱、110kV母线设备屏和电度表 压接处; 重动屏的N600电缆。 7) 引线和二次电线的压接处的压接端子烧损，烧 损情况。 2.3事故原因 根据现场勘查和返厂解体的情况，认定造成本 次事故的原因为:110kV副母C相压变二次侧绕线与 4mm2 线对接的压线端子压接处有突起，在未进行图5 故障电流流径图2 整修的情况下，就用绝缘膜对其进行包裹保护。在至16时29分52秒987毫秒，由于110kV母线设备 屏内N600为右侧端子排接入，左侧端子排上屏顶小N600接地点尽量靠近各侧压变的源端，缩短故障时母线，左右侧端子排之间用2.5平方导线连接，并置电流的路径。本次事故中，由于N600接地点设置在于线槽内，该N600连接线上持续流过故障电流，造电度表重动屏，使得故障电流流经三个二次屏柜，成绝缘软化严重，并与110kV正母保护级C相电压是造成本次故障范围扩大的又一诱因; C630短路。故障电流流向如图6示，此时部分故障5) 全所N600接地线应采用的10平方多股软线经电流流经110kV正母压变汇控箱内空开1ZKK，空开铜鼻压接，并装设钳型电流表接入测控装置进行采跳闸，110kV正母压变汇控箱TV异常发信。但此后样监控，当N600接地线上流过的电流大于50mA 时，故障仍未隔离，故障电流流向如图4所示。 应立即对压变二次回路及其接地情况进行全面核 查，确保电压回路绝缘良好。本次事故的起因是由 于110kV副母C相压变二次线圈引线的压接端子处 绝缘膜磨损，其绝缘性能逐渐下降，并最终造成该 点对地绝缘击穿，通过监测N600接地线上流过的电 流，可先期发现绝缘性能下降的情况; 6) 保护需接入N600时，宜直接从屏顶N600小母线 图6 故障电流流径图3 接入，不宜通过屏间端子随意并接。 至16时29分55秒387毫秒，在110kV母线设备屏 线槽内，N600左右侧端子排之间的连接线因继续流参考文献: 过故障电流而进一步发热，并与槽内邻近的110kV[1] 王梅义. 电网继电保护应用,M,. 北京:中副母压变隔离开关控制回路厂家配线粘连，造成国电力出版社，2000:156. 110kV副母压变隔离开关因控制回路短路而误分[2] 冯匡一，袁季修，宋继成，等. GB1T14285-2006 闸。同时，110kV副母压变汇控箱内保护组N600回S,. 北京:继电保护和安全自动装置技术规程,路由于发热严重，其端子排压接处熔断。 中国电力出版社，2006. [3] 潘益伟,陈植,刘冲,朱金垦,等. 一起3事故启示及改进方法 110kVGIS设备母线电压异常分析[J].北京电力高 通过对此次事故的分析，我们发现，事故范围等专科学校学报.2012(4) 的扩大和N600回路接线不合理存在直接联系，为了 预防类似事件的发生，必须对变电站N600接线加以 作者简介:朱金垦(1979-)，男，浙江宁波籍，改进: 1) 继保室需设置N600小母线，各电压等级N600分工程师，技师，从事电力系统继电保护和自动化相别引入继保室时，应直接接至本侧母线设备屏顶关工作。 N600小母线，严禁经端子转接。本次事故中，由于 110kV母线设备屏内N600存在转接情况，造成线槽 内N600电缆绝缘软化严重，并与110kV正母保护级 C相电压C630、110kV副母压变隔离开关控制回路 等多根电缆粘连，最终至故障范围扩大; 2) 各侧母线设备屏顶之间应敷设专用的10平方 多股软线作为N600连接线，不得与其他电压回路共 用电缆; 3) 各电压等级N600分别引入继保室N600小母线 时，宜敷设专用的6平方铠装阻燃电缆作为N600专 用电缆，不宜与其他电压回路共用电缆。本次事故 中，110kV副母压变汇控箱线槽内多根电缆烧熔短 路，给后期故障处理增加了工作难度; 4) 全所N600一点接地点设置在母线设备屏，以使