一起電壓互感器二次回路接地事故的分析及啟示

朱金墾 葉正策 潘益偉 楊劍友

摘 要：某變電站發生一起110kV副母C相電壓互感器二次線圈接地的事故， 該事故最終引起110kV副母壓變空開、正母壓變空開相繼跳閘，110kV副母壓變隔離開關的誤分閘。本文詳細分析了此次事故的原因及發展的過程，并提出了對電壓回路N600接線的改進方法，以求降低類似事件的影響范圍。

關鍵詞：電壓互感器；二次接地；N600；接線改進

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

為了人身和二次設備安全，電壓互感器（以下簡稱壓變）二次回路必須接地，且不允許多點接地，只能一點接地[1-2]。變電所電壓二次回路連接設備繁多、延伸范圍廣，常常由于人為的接線錯誤或絕緣老化等，出現電壓二次回路短路或多點接地情況。此時，流過N600的電流將急劇增大，并對二次設備的安全運行造成極大的危害。

2011年7月，某220kVGIS變電站發生一起由于110kV副母C相壓變二次線圈接地而引起副母壓變空開、正母壓變空開相繼跳閘，110kV副母壓變隔離開關誤分閘的事故。事故造成110kV副母壓變失壓，110kV母線二次失壓和多處二次回路損傷，嚴重影響了設備的可靠運行。現將事故過程[3]、原因以及預防措施作相關分析。

1 事故經過

事故當日后臺SOE記錄顯示：

1）16時22分48秒564毫秒：110kV副母C相保護電壓異常，110kV故障錄波器啟動；

2）16時29分02秒027毫秒：110kV副母壓變匯控箱TV異常（副母壓變空開跳閘）；

3）16時29分52秒987毫秒：110kV正母壓變匯控箱TV異常（正母壓變空開跳閘）；

4）16時29分55秒387毫秒：110kV副母壓變隔離開關分閘。

2 原因分析

2.1 事故現場勘查情況

經過對事故現場勘查發現：

1）110kV正母壓變匯控箱、副母壓變匯控箱內空開跳閘，正母C相、副母C相空開下端頭對地阻抗均小于2Ω；

2）如圖1所示，110kV副母壓變二次接線盒內C相第二組（保護）N600四平方多股軟線絕緣外皮軟化嚴重；

3）如圖2所示，110kV副母壓變匯控箱內保護組N600端子壓接處熔斷，線槽內多根電纜絕緣層燒熔短路；

4）如圖3所示，繼保室110kV母線設備屏線槽內N600電纜絕緣軟化嚴重，并與110kV正母保護級C相電壓C630、110kV副母壓變隔離開關控制回路等多根電纜粘連；

2.2 設備返廠分解情況

將110kV副母壓變返廠分解后發現：

1）線圈無移位，無燒損痕跡；

2）密封端子無異常，接線無異常；

3）絕緣膠片上作業標注文字顏色不同，推測為過電流熱化導致字跡褪色；

4）C相引線表面有溶化物附著；

5）C相的安裝位置，在罐體底部有溶化物發現；

6）屏蔽板有燒損痕跡，位置在引線和二次電線的壓接處；

7）引線和二次電線的壓接處的壓接端子燒損，燒損情況。

2.3 事故原因

根據現場勘查和返廠解體的情況，認定造成本次事故的原因為：110kV副母C相壓變二次側繞線與4mm2線對接的壓線端子壓接處有突起，在未進行整修的情況下，就用絕緣膜對其進行包裹保護。在壓變長期運行后，二次線圈引線的壓接端子處絕緣膜磨損，其絕緣性能逐漸下降，并最終造成該點對地絕緣擊穿，其突出部與屏蔽板直接接觸，壓變二次線圈接地短路。

該次事故中，一個較為普通的壓變二次線圈接地故障，不僅引起了副母壓變空開跳閘，還擴大到正母壓變空開跳閘，最終發展為110kV副母壓變隔離開關誤分閘，造成110kV副母母線失壓、110kV母線二次失壓和多處二次回路損傷，嚴重影響了設備的可靠運行。現將整個過程做一個具體的分析。

16時22分48秒564毫秒，由于110kV副母C相壓變氣室內二次線圈對地絕緣擊穿，造成接地短路，保護電壓異常，110kV故障錄波器啟動。電壓二次回路故障電流流向如圖4所示，由于故障電流并未流經110kV副母壓變匯控箱內的空開2ZKK，空開不會跳閘。由于N600一點接地點設在電度表重動屏，此時故障電流將流過110kV副母壓變匯控箱、110kV母線設備屏和電度表重動屏的N600電纜。

至16時29分02秒027毫秒，在110kV副母壓變匯控箱線槽內，由于N600回路電纜持續流過故障電流后發熱，絕緣燒熔，并傷及與之相鄰的多根電纜絕緣層，造成與110kV副母保護級C相電壓C604與N600短路。故障電流流向如圖5所示，此時故障電流流經110kV副母壓變匯控箱內的空開2ZKK，空開跳閘，110kV副母壓變匯控箱TV異常發信。但此后故障并未隔離，如圖4所示，故障電流仍持續流過110kV副母壓變匯控箱、110kV母線設備屏和電度表重動屏的N600電纜。

至16時29分52秒987毫秒，由于110kV母線設備屏內N600為右側端子排接入，左側端子排上屏頂小母線，左右側端子排之間用2.5平方導線連接，并置于線槽內，該N600連接線上持續流過故障電流，造成絕緣軟化嚴重，并與110kV正母保護級C相電壓C630短路。故障電流流向如圖6示，此時部分故障電流流經110kV正母壓變匯控箱內空開1ZKK，空開跳閘，110kV正母壓變匯控箱TV異常發信。但此后故障仍未隔離，故障電流流向如圖4所示。

至16時29分55秒387毫秒，在110kV母線設備屏線槽內，N600左右側端子排之間的連接線因繼續流過故障電流而進一步發熱，并與槽內鄰近的110kV副母壓變隔離開關控制回路廠家配線粘連，造成110kV副母壓變隔離開關因控制回路短路而誤分閘。同時，110kV副母壓變匯控箱內保護組N600回路由于發熱嚴重，其端子排壓接處熔斷。

3 事故啟示及改進方法

通過對此次事故的分析，我們發現，事故范圍的擴大和N600回路接線不合理存在直接聯系，為了預防類似事件的發生，必須對變電站N600接線加以改進：

1）繼保室需設置N600小母線，各電壓等級N600分別引入繼保室時，應直接接至本側母線設備屏頂N600小母線，嚴禁經端子轉接。本次事故中，由于110kV母線設備屏內N600存在轉接情況，造成線槽內N600電纜絕緣軟化嚴重，并與110kV正母保護級C相電壓C630、110kV副母壓變隔離開關控制回路等多根電纜粘連，最終至故障范圍擴大；

2）各側母線設備屏頂之間應敷設專用的10平方多股軟線作為N600連接線，不得與其他電壓回路共用電纜；

3）各電壓等級N600分別引入繼保室N600小母線時，宜敷設專用的6平方鎧裝阻燃電纜作為N600專用電纜，不宜與其他電壓回路共用電纜。本次事故中，110kV副母壓變匯控箱線槽內多根電纜燒熔短路，給后期故障處理增加了工作難度；

4）全所N600一點接地點設置在母線設備屏，以使N600接地點盡量靠近各側壓變的源端，縮短故障時電流的路徑。本次事故中，由于N600接地點設置在電度表重動屏，使得故障電流流經三個二次屏柜，是造成本次故障范圍擴大的又一誘因；

5）全所N600接地線應采用的10平方多股軟線經銅鼻壓接，并裝設鉗型電流表接入測控裝置進行采樣監控，當N600接地線上流過的電流大于50mA時，應立即對壓變二次回路及其接地情況進行全面核查，確保電壓回路絕緣良好。本次事故的起因是由于110kV副母C相壓變二次線圈引線的壓接端子處絕緣膜磨損，其絕緣性能逐漸下降，并最終造成該點對地絕緣擊穿，通過監測N600接地線上流過的電流，可先期發現絕緣性能下降的情況；

6）保護需接入N600時，宜直接從屏頂N600小母線接入，不宜通過屏間端子隨意并接。

[參考文獻]

[1]王梅義.電網繼電保護應用[M].北京：中國電力出版社，2000：156.

[2]馮匡一，袁季修，宋繼成，等.GB1T14285-2006 繼電保護和安全自動裝置技術規程[S].北京：中國電力出版社，2006.

[3]潘益偉，陳植，劉沖，朱金墾，等.一起110kVGIS設備母線電壓異常分析[J].北京電力高等專科學校學報.2012（4）.