某風電場升壓站35k V電壓互感器事故分析

項若軒

（中國水電工程顧問集團有限公司，北京100101）

1 引言

某風電場與2012年投產，其配套升壓站35k V系統采用不接地運行方式，利用消弧消諧柜作為接地保護裝置，運行中，35k V 5#母線電壓互感器突然爆炸，導致對應主變低壓側保護動作。筆者根據變電站保護裝置記錄和故障錄波數據的對比分析，確定了事故起因，提出了處理意見。

2 事故經過

2016年7月15日，全場設備年度檢修預試工作完畢，按照調度操作令開始對全廠設備進行恢復送電操作，送220k V線路、220k V 5#母線以及220k V 1#主變時均正常；19:03:24，合 301 開關，向 35k V#5 母線送電；19:03:49，35k V5#母線5-9PT爆炸；19:03:50，1#主變低壓側301開關跳閘，故障消失。

3 保護裝置信息

19:03:2 4.548，1#主變測控301合閘位置；19:03:24.573公用測控消弧消諧柜接地告警；19:03:25.641，1#主變低壓零序過壓告警；19:03:47.128公用測控消弧消諧柜報警信號已復歸；19:03:50.753，1#主變測控主變保護A后備保護動作；19:03:50.917，1#主變測控301分閘位置。

4 故障錄波數據

故障錄播數據如圖1~圖3所示。

圖1 301合閘前后波形

圖2 消弧消諧柜復位前后波形

圖3 301保護跳閘前后波形

5 事故原因分析及解決方案

5.1 事故過程還原

從表1保護裝置信息及故障錄波器波形對比可得出，1#主變低壓側斷路器 301 合閘（T0）；40ms后（T1），消弧消諧柜動作使C相接觸器閉合并且金屬性接地，A、B兩相電壓升高倍；23s后（T2），消弧消諧柜退出，導致電壓突變，在這一過程中，PT高壓線圈的非接地兩相的勵磁電流就突然增大，甚至飽和，從而此構成相間串聯諧振；1.5s后（T3），發生諧振的電壓互感器過熱燒毀，電壓信號消失，保護動作。

表1 報文信息與錄波波形對比表

5.2 原因分析

從還原的事故全過程分析來看，T1與T2是2個關鍵的時間點。T1時刻，35k V 5#母線發生單相接地故障，消弧消諧柜動作；T2時刻，接地故障消失，消弧消諧柜復位。消弧消諧柜的2次動作是整個事故誘因。系統停電后，檢修人員首先對35k V 5#母線進行了相關實驗，實驗結果表明：35k V 5#母線無故障點，說明35k V 5#母線無永久故障點。消弧消諧柜的動作可能有以下2個原因引起：35k V 5#母線出現臨時故障，消弧消諧柜動作后，35k V 5#母線故障消除，消弧消諧柜復位；由于消弧消諧柜所處環境電磁干擾較強，消弧消諧控制裝置出現誤動[1]。但無論是以上哪個原因，都已經無法通過后期試驗驗證。

5.3 解決方案

根據事故原因，提出以下解決方案：

1）更換已損設備，在恢復送電前，應做好各設備的檢查和試驗工作，避免帶傷送電的情況發生；

2）在35k V 5#母線PT中性點加裝一次消諧器，以調整電壓互感器等效阻抗參數，達到破壞諧振條件的目的；

3）綜合考慮運行實際情況后，應盡快將“小電阻+接地變”取代消弧消諧柜的方案列入實施計劃。

6 結語

本文詳細介紹了事故相關情況，通過對升壓站護裝置記錄信息和故障錄波數據的分析，還原了事故發生的過程，確定了事故原因，為后續處理工作提出建議，同時，為其他風電場升壓站類似故障分析處理提供可借鑒的經驗。