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摘要 本文對一起變電站避雷器折斷引起的母線失壓的故障分析，闡述了發(fā)生故障的原因，并針對問題提出了解決的辦法和防范的措施。
1、故障情況介紹
2005年3月10日，湖北荊門地區(qū)大風(fēng)、強(qiáng)降溫天氣，從氣象局氣象資料獲知極大風(fēng)速達(dá)19.4米/秒。23時(shí)50分，棗山變主控制室事故音響喇叭、警鈴響，220kv母差保護(hù)動作,220KV母差保護(hù)屏“Ⅱ母差動”、“Ⅱ母復(fù)歸延時(shí)動作”等信號燈亮，荊棗一回棗07、母聯(lián)棗08、＃2主變高壓側(cè)棗05開關(guān)跳閘，＃2母線停電。
經(jīng)現(xiàn)場檢查，220KV＃2母線A相避雷器從基座瓷瓶上閥蘭處斷裂掉落地面，互02B相PT壓力膨脹器膨脹，B相避雷器動作一次。
2、故障前運(yùn)行方式及事故損失情況
故障前220kV系統(tǒng)運(yùn)行方式：荊棗一回棗07開關(guān)、荊棗二回棗09開關(guān)分別送220KV＃2、＃1母線，220KV母聯(lián)棗08開關(guān)聯(lián)絡(luò)運(yùn)行，江棗線棗01開關(guān)接＃1母線送線路。棗02開關(guān)供＃1主變，棗05開關(guān)供＃2主變
事故前站內(nèi)220kV系統(tǒng)一次接線簡圖：
設(shè)備損失情況：3月11日，對B相PT油色譜分析結(jié)果為總烴為20445.9μl/l，其中CH4 5892.7μl/l 、C2H67867.11μl/l 、C2H4 6611.11μl/l 、C2H2 75.1μl/l，H2為6557.86μl/l ，CO 為23985μl/l，CO2為128371.04μl/l。各注意值均嚴(yán)重超標(biāo)，經(jīng)三比值計(jì)算判斷為內(nèi)部高熱故障。C相PT油色譜分析結(jié)果各氣體組分含量均在正常范圍內(nèi)，但總烴與上次值比較增長較快。A相避雷器損壞。
3、故障過程及保護(hù)動作分析
從棗08開關(guān)保護(hù)故障錄波圖分析看出，本次事故分兩個(gè)過程：
3.1 23時(shí)49分52秒，互02PTA相避雷器從基座瓷瓶上閥蘭處斷裂掉落地面，A相永久性接地，母差保護(hù)啟動，經(jīng)47ms切除棗08、棗07、棗05開關(guān)，＃2母線失壓。母差保護(hù)動作正確。同時(shí)，將棗07開關(guān)收發(fā)訊機(jī)停訊，對側(cè)荊13開關(guān)高頻零序保護(hù)動作跳A相，經(jīng)0.8s重合成功，保護(hù)動作正確。本站采用南自廠HMZ－101（D）母線保護(hù)，荊13開關(guān)采用WXH-11＋CKJ-1線路保護(hù),事故后各級保護(hù)動作正確，未造成事故范圍擴(kuò)大。
3.2 母線失壓后出現(xiàn)鐵磁諧振現(xiàn)象[1]，出現(xiàn)諧振過電壓，電壓波形畸變，持續(xù)12.5s以后（因故障錄波圖只能記錄此時(shí)間段），83ms B相電壓達(dá)最大值233.4KV,為相電壓1.83倍；C相電壓為120KV，略低于相電壓;A相因接地，電壓接近為零。B相過電壓導(dǎo)致B相PT鐵芯飽和而嚴(yán)重過熱損壞， PT壓力膨脹器沖頂，B相避雷器動作。
4、事故原因分析
4.1 220KV互02PTA相避雷器從基座瓷瓶上閥蘭處斷裂是此次發(fā)生事故的直接原因。該避雷器型號為Y10W5－200/520型，河南金冠王碼信息產(chǎn)業(yè)股份有限公司避雷器事業(yè)部（原南陽氧化鋅避雷器廠）生產(chǎn)，94年4月出廠，當(dāng)年12月投入運(yùn)行，使用醴陵電瓷廠H85中強(qiáng)度瓷瓶，抗彎強(qiáng)度8000N。經(jīng)與河南金冠王碼信息產(chǎn)業(yè)股份有限公司（原南陽氧化鋅避雷器廠）初步分析，認(rèn)為本次底座瓷套折斷為產(chǎn)品質(zhì)量原因。該類避雷器93年至96年期間均采用湖南醴陵電瓷廠的瓷套，為中強(qiáng)度瓷，抗彎強(qiáng)度8000N。據(jù)了解，該公司93年開始生產(chǎn)220kV氧化鋅避雷器，目前已生產(chǎn)110kV、220kV避雷器約4萬只，共發(fā)生類似棗山的底座瓷套折斷事故4起，在浙江因臺風(fēng)、在河南新鄉(xiāng)因惡劣天氣大風(fēng)各發(fā)生一次。
4.2 發(fā)生諧振過電壓是造成B相PT損壞的原因。＃2PT為JDCF-220型電磁型互感器，湖南衡陽互感器廠生產(chǎn)，94年9月出廠，當(dāng)年12月投入運(yùn)行。在故障切除＃2母線時(shí)，＃2主變失去接地中性點(diǎn)，因開關(guān)斷口均壓電容、母線對地電容的存在，引起諧振現(xiàn)象[2]，B、C相電壓升高。荊棗一回線路重合成功后，經(jīng)棗07開關(guān)斷口電容對母線充電，使諧振過電壓持續(xù)12.5s以后，因此B、C相一直存在高電壓。
5、采取的措施和建議
5.1 更換避雷器。金冠王碼公司避雷器事業(yè)部自98年開始改進(jìn)底座，新更換避雷器改進(jìn)性能主要在底座支撐和瓷套，新底座為鋼板4柱式結(jié)構(gòu)。瓷墊為陜西飛機(jī)修造廠生產(chǎn)的高強(qiáng)度瓷，抗彎強(qiáng)度13000N；瓷套為河南長葛電瓷廠生產(chǎn)的高強(qiáng)度瓷，抗彎強(qiáng)度15000N。
5.2 請有關(guān)技術(shù)鑒定部門對折斷瓷瓶做鑒定，對＃1母線避雷器等同批次瓷套分析鑒定，根據(jù)結(jié)果決定是否更換，同時(shí)開展對瓷套的定期超聲波探傷檢測（根據(jù)廠家意見，此類瓷套可以做檢測）。
5.3 建議在條件允許的情況下，進(jìn)行技術(shù)改造，更換電壓互感器為電容式電壓互感器（CVT）。
5.4 在更換電壓互感器之前，在棗山變電站加裝BX220型變電站消諧裝置。
參考文獻(xiàn)
[1]《高電壓技術(shù)》，南京工學(xué)院，周澤存主編，1988年，水力電力出版社。
[2]《防止電力生產(chǎn)重大事故的二十五項(xiàng)重點(diǎn)要求》，國家電力公司，2000年9月。
