110kV曲河變電站10KV西母PT爆炸原因分析

李銀鋒 李勇

摘要：在變電運行中PT爆炸是一種很嚴重的故障，造成此故障的原因有很多，其中諧波引起此故障的十分普遍，造成的危害也大，如何控制諧波污染，防止此類故障的發生，是我們電力生產中的一個急需解決的問題。

關鍵詞：PT爆炸 熔斷 接地 諧波

一、事故經過

2013年04月06日09時48分曲變值班員匯報：曲變10KV東西母失壓，10KV高壓室內冒煙嚴重。09時49分調度自動化監控發現：曲10KV母線A相電壓非金屬性接地，并在09：20-09：45間持續下降，曲102過流跳閘。10時32分吳家村操作隊值班員匯報：曲10KV西母PT及避雷器爆炸，站內二次線燒壞，曲102過流跳閘。令其斷開曲10KV各分板開關、曲100開關。10時33分通知變電工程部檢修人員：曲10KV西母PT及避雷器爆炸，站內二次線燒壞，請速處理。

10時50 分令吳家村操作隊值班員匯報：曲10KV西母及避雷器停止運行，解除備用。11時02分令吳家村操作隊值班員：曲1#主變加入運行，曲351不操作。11時13分 吳家村操作隊值班員匯報：曲1#主變加入運行后，曲10KV東母無電壓顯示，要求曲10KV東母PT停電檢查。11時18分令吳家村操作隊值班員：曲10KV東母PT停止運行，解除備用，做安全措施。在曲10表東與曲10KV東母PT間做地線一組。11時29分吳家村操作隊值班員匯報：經查曲10KV東母PT三側一次保險全部熔斷，現已全部更換。11時33 分令吳家村操作隊值班員：曲10KV東母PT拆除安全措施，恢復備用，加入運行。拆除曲10表東與曲10KV東母PT間地線一組。14時15分 令吳家村操作隊值班員：曲100及曲10KV西母拆除安全措施，恢復備用，加入運行；拆除曲100與曲100東間地線一組（不操作曲10KV西母PT）；14時31分 令吳家村操作隊值班員：曲19、曲21、曲24、曲25板恢復備用。16時30分 吳家村操作隊值班員匯報：曲24、曲25板恢復備用操作結束，曲100開關未合到位，現已解備，變電工程部景建峰正在處理中，令其繼續執行原調度令

8時30分吳家村操作隊值班員匯報：曲100開關不能電動操作，曲10KV西母PT爆炸，曲18板二次線受損，均不能送電。

二.事故原因分析：

事后我們分析整個事故過程有以下幾個主要因素：1、主變后備保護動作前10KV各分板均報接地信號，且持續一段時間。2、東西母PT保險全部熔斷。3、西母PT C相裂開。4、西母PT保險放射性裂開。5、PT保險與母線間鋁排熔化。

按以上要點逐項分析：1、10KV出線當時帶負荷的線路有曲礦、曲中、曲磨、曲煤、曲雙線，通知用戶和供電所巡線后匯報無異常，試送均正常，報接地信號的也包括已停運的各分板，因此我們認為該信號為虛接地信號。

2、東西母PT及西母避雷器保險熔斷，簡單的接地和多點接地并不能產生如此大的破壞力，這種破壞力只能是諧波。

3、西母PT C相裂開，因沒有到達事故現場，不清楚是內部裂還是外部受沖擊裂開，但有一點該PT應該是最薄弱點或該PT鐵心最早處于飽和狀態。

4、西母PT保險在承受非工作電流沖擊下熔斷，但自身滅弧能力不能滅斷弧光，高溫弧光使保險管內部石英砂分解，壓力暴增，直至保險管爆裂。

5、爆裂的保險管噴射出各種顆粒和塊狀物質，是小空間內鋁排間絕緣下降，引發弧光放電，燒斷鋁排。瞬間三相短路，滿足2#主變后備保護正確動作，及時切斷故障電流，否則后顧不堪設想。

造成上述現象的原因為諧振，當Xc/Xl>0.01（Xc為電容電抗， Xl電感電抗），易發生鐵磁諧振，Xc增大、Xl變小均會滿足產生諧振條件。對地分布電容（電纜線路）Xc0=350*31/2/L（35kv）； Xc0=10*31/2/L（10kv）。我們分析Xc增大因素，結合曲河站出現的類似事故，我們逐一排查。首先電網結構未發生明顯變化，變化的是10KV工業專線全部停運，造成空載線路占比大幅增加，這些線路一般較短，大多只有幾百米，當負荷大幅下降后，電網穩定的小環境發生變化，Xc的占比在增加，Xc/Xl的比值將會遠大于0.01，在0.01-0.07區間時易發生分頻諧振，在0.55-2.8區間時易發生高頻諧振，接近1時易發生基頻諧振?；l諧振的表現為：電壓兩相升高，一相降低，線電壓正常，過電流很大，往往導致電壓互感器熔斷、燒毀。過電壓不超過3.2倍相電壓時，將伴有接地信號指示，稱為虛幻接地想象。

寫真的結果就是PT的絕緣首先遭到嚴重的破壞，隨之引起單相接地，繼而發展為兩相、三相的相間短路現象，發生爆炸，造成了此次事故的發生。

三.事故防范措施：

1、選用勵磁感抗大于1.5兆歐的PT。通過選用勵磁感抗大于1.5兆歐的PT，可以改善諧振發生的條件，改變諧振發生的技術條件，避開諧振區域，從而減少激發諧振過電壓發生的幾率，有效的避免諧振現象的出現。

2、中性點加裝單項電壓互感器。在中性點加裝單相電壓互感器，可以使電壓互感器的等值感抗明顯增加，并可以同時使用容量大而且不容易飽和的電壓互感器，這種方法實際上是擴大了電壓互感器的福安特性曲線的線性區域，降低了電壓互感器飽和發生的幾率。

3、斷開空載線路。斷開空載線路可以減少系統中的容抗，改變諧振參數，破壞諧振產生的條件，使得三相電壓趨于平衡，防止諧振的發生。

四、結語

變電站PT爆炸是一種很嚴重的事故，尤其是在變電站總體負荷改變情況下。我們必須通過有效的技術手段，控制諧波，破壞諧波發生的技術條件，防止諧波發生，造成事故給電力生產帶來損失。從根源上解決諧振問題，應充分考慮現有的技術條件和經濟條件，盡量考慮一次消諧的技術方法。

作者簡介：李銀鋒1 1984男 漢族 河南登封人 大專學歷 正值調度員 助理工程師 研究方向電力調度運行

李勇21971 男 漢族 河南登封人 本科 調度中心主任 工程師 研究方向電力調度運行