某35千伏變電站10千伏電壓互感器故障原因分析及防治

丁玉成 宋偉赫 李洪飛 王雨豪 余濤

摘要：隨著科技的發展，社會的進步，針對某35千伏變電站10千伏電壓互感器爆炸故障，結合現場檢查情況與諧振仿真技術分析了電壓互感器大爆炸原因。并提出了防范措施。

關鍵詞：電壓互感器;鐵磁諧振;流敏型消諧器

在35千伏及以下中性點不接地系統，為了便于電力工人監控電力系統的實時狀態，安裝大量的電磁式電壓互感器。由于電壓互感器容易受到其他外界因素對系統的擾動，便會產生鐵磁諧振，鐵磁飽和產生的電流遠遠超過額定電流。長時間作用于電壓互感器回路中會導致一次熔斷器熔斷。嚴重時引起電壓互感器擊穿爆炸和停電事故。影響一同安全穩定運行。

1.故障概況

2021年5月19日17時18分，35千伏某變電站10千伏I母B相接地，18時10分10千伏I母B相接地恢復，C相開始接地，19時17分，運行人員將10千伏Ⅰ 母電壓互感器間隔轉檢修，檢查發現10千伏I母電壓互感器C相和N相擊穿。故障前運行方式為35千伏母線單母線接線，只有一條進線。10千伏母線單母線接線。

2.故障檢查情況

經現場檢修人員檢查發現A、B相以及零序電壓互感器燒灼痕跡最為嚴重，B相底部有擊穿點?，F場拆卸后做高壓試驗，該組設備全部存在放電跡象，放電部位都為鐵芯與環氧樹脂澆注外殼之間。全部不具備運行條件。

電壓互感器故障圖片

3.事故過程分析

該設備為10千伏抗鐵磁諧振三相電壓互感器（戶內干式），零序電壓互感器充當消諧器的作用。4個電壓互感器一體組裝，通過一次側N相短接。

該組電壓互感器運行時間已達13年，絕緣繞組層間存在絕緣老化的現象。現場解體發現電壓互感器一次繞組與二次繞組之間存在絕緣層擊穿的痕跡。擊穿點從高壓側一次繞組、二次繞組、鐵芯形成短路通道。內部二次繞組及黃蠟絕緣布燒灼嚴重，絕緣繞包已完全燒融。

電壓互感器由于匝間短路發熱，絕緣性能降低，雖然可以正常運行，但抵御諧波的能力降低。該站距離紅旗坎牽引站較近，列車經過時電網中產生諧波，存在鐵磁諧振的可能性。

結合后臺動作信息以及現場狀況，A、B相燒灼最嚴重，且B相熔斷器已經熔斷，底部存在放電點，B相存在大電流接地的過程。

判斷為A、B相電壓互感器由于系統諧波產生鐵磁諧振，造成過電壓，使A、B相電壓互感器繞組層間絕緣擊穿接地，造成相間短路接地故障，最終三相電壓互感器絕緣擊穿。零序電壓互感器由于三相不對稱產生過電壓使絕緣擊穿接地。

4.防范措施

（1）加強對10千伏、35千伏電壓等級母線電壓的監測以及錄波功能的完善。

（2）加強線路（諧波源）中諧波分量的檢測，通過加裝一次消諧器、二次消諧器、濾波器等措施來降低系統內諧波的含量。

（3）優化系統運行方式，提高系統在各種參數變化情況下的靜態穩定運行能力。

（4）提高新設備的入網要求，對設備的質量和廠家的生產水平進行嚴格把關。

（5）對在運的需加裝而又沒有加裝消諧器的10千伏、35千伏電壓互感器進行一次消諧器或二次消諧器的安裝，提升互感器消除諧振過電壓的能力，且一次消諧器優先選用流敏型消諧器。

5.結語

本次事故是一起典型的鐵磁諧振引起的電壓互感器爆炸事故。本次事故我們深刻的認識到鐵磁諧振的重大危害，針對不同變電站的不同情況。需要選擇合理的抑制鐵磁諧振的方法。保障人身，電網，設備的安全。同時保障電力系統的穩定運行。通過此次事故應在所有的電磁式電壓互感器配置流敏型消諧器。

參考文獻

[1]趙紅軍.配電網鐵磁諧振過電壓治理技術[M].北京：中國電力出版社，2020.