一起由電容式電壓互感器二次電纜絕緣受損導致母線被迫停用的事故分析

安盛東 叢彩龍

摘 要：本文介紹了一起由于母線電壓互感器二次電纜接地導致電纜燒壞，使二次電壓降低為0，被迫500kV一條母線停運的事故處理經過，分析了造成此次事故原因，重點從理論和運行維護的角度進行了深入分析。

關鍵詞：電壓互感器；二次接地短路；原因分析；預防措施

1 事故發生時運行工況

2014年6月25日，陣雨，某500kV變電站設備正常運行方式。

2 母線電壓互感器二次回路故障情況簡介

2.1 故障經過 ①2014年06月25日17點18分監控系統報：“500kV母線高抗SGR751保護1（國電南自）TV斷線”動作，“500kV母線高抗SGR751保護2 TV斷線”動作，“500kV母線電抗器保護1運行異常”動作，“500kV母線電抗器保護2運行異常”動作。②當值人員檢查監控500kV#2母線一次電壓，Ua：299kV，Ub：326kV，Uc：169kV。檢查高抗保護裝置，發現“PT斷線”燈亮，液晶屏顯示二次電壓Ua：61.1V∠0°，Ub：69.57V∠260°，Uc：35.72V∠105°。③檢查500kV#2母線電壓互感器端子箱，發現端子箱后門右下角二次電纜出現發黑燒焦的現象，同時伴有火花和黑煙。隨后發現500kV#2母電壓互感器A相接線盒開始冒煙，同時手摸引下線鋼管有燙手的感覺。④當值值長向網調申請將500kV#2母線由運行轉熱備用。2014年18點11分，500kV#2母線由運行轉熱備用；2014年06月25日9點05分，500kV#2母線由熱備用轉檢修。

2.2 設備外觀檢查情況 ①對端子箱電壓回路電纜外觀進行檢查，發現A相本體接線盒至端子箱電壓二次電纜在端子箱內8芯外皮燒焦已露出裸銅線，A相本體接線盒二次電壓電纜芯線已經粘連；B相本體接線盒至端子箱電壓二次電纜在端子箱內4芯外皮燒焦；B相、C相本體接線盒二次電壓電纜芯線未見異常。②檢查端子箱及接線盒未發現任有進水現象，端子箱內部干燥，未發現任何進水現象。

3 母線電壓互感器二次回路故障原因分析

根據電抗器保護液晶屏顯示二次電壓Ua：61.1V∠0o，Ub：69.57V∠260o，Uc：35.72V∠105o，同時根據監控電壓曲線，初步分析為A相電壓二次電纜在500kV2#母線電壓端子箱處接地，與N600接地點構成回路，造成N600電位偏移，中性點電位漂移后各相電壓變化如圖1所示。由于電纜過熱進而發展成A相電壓二次電纜絕緣下降電纜外皮燒焦。

圖1 中性點電位漂移后各相電壓變化示意圖

圖2 第一時刻短路示意圖

如上圖所示，電壓互感器開口三角通過電纜在電壓互感器端子箱內短接。在第一時刻（16：55），電壓互感器開口三角B相繞組與L602相連接的電纜在PT端子箱內距離A相電纜終端頭10cm處外皮絕緣降低，發生接地短路。短路后，電壓發生變化的原因分析如下：①接地故障造成500kV2#保護小室電壓轉接屏內500kV1#母線電壓轉接端子N600接地導線燒損，中性點偏移，而B、C兩相的電壓隨中性點的偏移而發生變化。②接地故障點與原二次線圈接地點N600產生通路，使得B、C兩相電流互感器二次繞組中通過短路電流。如等效電路圖中所示， B、C兩相線圈、2號保護小室到PT端子箱電纜以及1、2號保護小室電纜都存在一定的阻值，而此時在通路中的電流較大，因此會在各電阻上產生壓降使得B、C兩相電壓產生變化。③在B相、C相剩余繞組短路后，會對保護使用的1a、1n繞組、2a、2n繞組，測量使用3a、3n繞組產生影響，并且短路電流使得B相、C相電壓互感器中間變鐵芯嚴重飽和，在和一次電容組成的串聯諧振回路將達到起振條件，一次部分的過電壓經中間變變換至二次側，綜合作用的結果，導致C相二次電壓異常降低及B相二次電壓的異常升高。與此同時，A相電壓互感器一次、二次并無故障，可確保A相二次電壓幅值恒定。

因A相電纜的L602芯通過較大的短路電流，使得端子箱內A相電纜溫度急劇升高，和L602芯捆扎在一起的多顆電纜芯絕緣燒損。在第二時刻（17：20）L601芯因絕緣燒損發生接地短路，A相電壓互感器剩余繞組被短接，造成此時刻A相電壓下降，通過的電流急劇增大，電纜過熱燒損。

4 現場處理情況

①500kV2號母線CVT A、B、C相高壓試驗，主要進行絕緣電阻、電容、介質損耗、二次直阻、變比試驗，實驗數據無異常。②根據現場檢查情況及主控監控報表，該500kV變電站母線電壓互感器A、B、C相二次發生長時間短路過流。廠家認為電壓互感器二次長時間過流會對中間變壓器絕緣產生巨大損傷，建議更換后返廠試驗評估、維修。③綜合廠家建議，檢修人員連夜將2號母線電壓互感器備品拉至現場，并進行三相更換。④更換A相、B相本體接線盒至端子箱電壓二次電纜在端子箱二次電纜，進行絕緣、極性測試無異常。⑤進行所有500kV#2母線電壓二次回路電纜絕緣檢查，絕緣檢查無異常。⑥增加500kV#2母線1、2#電抗器保護至故障錄波器電壓二次回路，解決不能有效監視2#母線電壓二次回路。⑦對所更換的備品進行了高壓試驗，試驗合格，可以投入運行。

參考文獻：

[1]內蒙古超高壓供電《武川變電站2號母線電壓互感器二次電纜接地事故分析報告》.

[2]內蒙古超高壓供電局《2010-2015年事故匯編》.

作者簡介：安盛東（1980-），男，漢族，內蒙古超高壓供電局，工程師，從事變電運行管理工作。