一起110kV變電站主變跳閘事故分析

國網江蘇省電力有限公司蘇州供電分公司 沈鐘婷 顧天逸

變壓器是變電站最主要的一次設備，如同變電站的“心臟”，對電力系統的安全運行具有關鍵作用。主變跳閘將直接影響供電可靠性，給社會生產和人民生活造成損失和不便。本文針對一起110kV主變跳閘事故，分析主變后備保護動作行為，判斷故障原因并提出相應的防范措施，為同類事故的處理和預防提供一定的參考和借鑒。

1 事故概況

事故前運行方式：該變電站的110kV側為內橋接線，110kV I母和II母都只有1條進線，分別供#1主變和#2主變、母聯開關熱備用；20kV側為單母分段接線，201#1主變開關供20kV I段母線、202#2主變開關供20kV II段、III段母線（20kV II段、III段母線為硬連接，203#2主變開關冷備用）。

事故經過：2020年5月21日，該變電站#2主變低后備保護、高后備保護動作跳閘，#2主變失電，20kV II段、III段母線失電?，F場對主變保護及相關回路進行檢查，高后備保護故障電流二次值約為15A，CT變比為600/5，一次故障電流約為1800A，動作時間1600ms，低后備保護故障電流二次值約為25A，CT變比為2000/5，一次故障電流約為10000A，動作時間為1368ms。故障錄波顯示為三相短路，故障電流持續約1600ms，表明低后備保護動作后并未真正隔離故障點，繼而通過高后備保護動作切除。

設備檢查情況：現場檢查發現202#2開關柜燒毀，隨即將#2主變及20kV II段、III段母線改至檢修狀態。開柜檢查發現開關柜內部除母線倉外已全部熏黑，其中斷路器下動觸頭部分燒毀（圖1），動觸頭觸指彈簧斷裂在靜觸頭盒內；開關柜下觸頭盒安裝底板有明顯的三相放電痕跡（圖2）；下活門絕緣擋板嚴重受損，輕碰即碎裂。檢修人員將下分支母排拆除后，發現三相分支母排在同一水平位置燒蝕嚴重（圖3）。此外#2主變試驗及主變油色譜均正常，#2主變保護相關采樣、動作邏輯、出口都正常，保護動作正確。

圖1 下動觸頭部分燒毀

圖2 下觸頭盒安裝板有明顯三相放電痕跡

圖3 相下分支母排部分燒蝕

2 事故分析及處理

事故原因分析。從上述設備部件受損情況來看，202#2主變開關柜下觸頭盒安裝底板有明顯三相短路痕跡，其與開關柜下活門絕緣擋板因短路電弧損壞嚴重，上活門及上觸頭盒安裝底板鐵板未損壞，僅是高溫燒烤，下分支母排在下觸頭盒穿出點附近位置嚴重燒蝕，因此故障點應為下靜觸頭盒。經分析引起三相短路故障原因可能如下：下觸頭盒存在絕緣缺陷，運行過程中絕緣逐漸劣化，當絕緣水平無法承受運行電壓時發生三相短路故障；下觸頭盒內部動靜觸頭接觸部位在運行過程中存在夾緊力不夠、接觸不良導致的發熱隱患，造成絕緣件老化，進而引發三相短路故障。

事故處理過程。事故發生后，制定臨時隔離送電方案：檢修人員對故障的202#2主變開關柜進行電氣拆斷隔離，對故障開關柜相鄰的開關柜進行檢查和清潔處理，同時對所有20kV II段、III段母線以及#2主變20kV低壓側母線進線橋進行全面檢查。完成上述工作后對主變低壓側母線進線橋進行回路電阻試驗和耐壓試驗，對20kV II段、III段母線進行升壓局放檢測，對203#2主變開關進行交接試驗，所有試驗結果均合格。待全部工作及驗收完成后，該變電站20kV II段、III段母線由203#2主變開關恢復送電。

3 防范措施

在目前的電網設備中，高壓開關柜占有較大比重[1]，因此對電網的安全運行有較大的影響。開關柜的故障原因大體可以歸納為幾類：環境原因。環境濕度過高、沙石較多等情況都會加速絕緣的老化[2]。因此要加強對外部環境的控制；設計原因。近年來國家和公司層面都已出臺了高壓開關柜相關技術規范，從根本上保障了電網的整體性能[3]。務必選用符合要求的高壓設備；質量原因。包括元件質量、安裝質量和維修質量等[4]。在本次事故中，室內濕度正常、電纜溝無積水，排除因柜內潮濕、絕緣裕度下降造成三相短路故障。同時故障開關柜內母排相間絕緣凈距大于180mm，且絕緣件為雙屏蔽結構，滿足國家電網十八項反措要求。

針對發生的開關柜自身質量問題，提出以下幾點防范措施：嚴格把好質量關，在接收新設備時做好交接試驗，從源頭上降低不良事故發生的概率；提升檢修人員的專業性，杜絕維修過程中造成的絕緣水平下降；加強對開關柜的運行維護。根據開關柜的運行情況制定嚴密的維護計劃，定期檢查開關柜內絕緣件的情況，日常巡視中發現有異常放電聲的開關柜應及時停電檢修。

綜上，本文以某110kV變電站主變跳閘事故為例，分析了事故發生的原因，并提出了切合實際的防范措施，對預防類似事故具有積極意義。如前所述，該起事故實際上是一起絕緣事故，因此為確保高壓開關柜的安全穩定運行，就必須要強化高壓開關柜的性能。在選用設備時需要以相關技術標準為參照，嚴格把控產品質量和安裝質量；在日常管理中需要落實具體的巡視和檢修要求，使設備處于最佳的工作狀態。