110kV变电站主变跳闸事故的分析思考

李召亮

阜阳供电公司, 安徽 阜阳 236000

2013年8月1日19:03，110kV某变电站1#主变差动保护、本体重瓦斯动作，跳开主变三侧开关，同时1#主变35kV侧套管破损，压力释放阀动作，变压器喷油，油池溢出油着火。跳闸时所带负荷为27MW，顶层油温75度，开关自投，未造成负荷损失。1#主变跳闸时，现场天气为晴天，气温36℃。

1 事故前运行方式

110kV变电站1#主变带10kVⅠ、Ⅱ段母线、35kVⅠ、Ⅱ段母线运行。35kVⅠ段母线带铁路3836开关、#2电容器3835开关运行，周棚3838开关冷备用；35kVⅡ段母线带宁老庄3839开关充电运行。2#主变正在进行增容改造，处于检修状态。

2 保护动作情况及处置经过

2.1 8月1日16:05某变35kV母线发生瞬间接地，16时07分21秒115毫秒，35kV铁路3836线供电的变电站发生低压三相故障，3836线故障电流10.4A（持续时间75ms），此后从16时07分21秒160毫秒至17时48分28秒，1#主变高后备保护共启动7次。

2.2 从8月1日16:56开始,某变35kV母线B相接地持续存在。在依次拉开#2电容器3835开关、宁老庄线3839开关（空载线路）、铁路线3836开关、分段3833开关、35kVⅠ段母线压变后，35kVⅠ母接地仍未消失。18：13地调令运行人员拉开1#主变3831开关，将35kVⅠ段母线由热备用转入检修。

2.3 8月1日19:03,1#主变A、B相差动保护动作，A相差动电流27.007A，B相差动电流27.0A，主变差动保护和非电量保护动作正确。

2.4 对1#主变保护装置、三侧开关端子箱二次回路进行试验，保护均正确动作，后台信号正确，二次回路绝缘良好。

2.5 对35kV一次设备进行了全面检查试验，35kVⅠ、Ⅱ段母线绝缘合格、耐压合格，110kV1#主变35kV穿墙套管绝缘合格， 35kV所有间隔开关柜内设备试验均合格。

2.6 通过受损的套管发现，1#主变套管采用的是油纸电容性套管，该类型套管在国内正逐渐被淘汰，国产变压器目前普遍采用纯瓷套管。

3 事故原因分析

3.1 8月1日16:07:21，35kV 铁路3836线路供电的变电站发生低压三相故障（故障时间75ms），此后造成1#主变高后备保护频繁启动。直至17:33才拉开3836开关。此时接地故障已持续近40分钟，产生危及设备相间或相对地绝缘的过电压，造成1#主变绝缘受损，拉开3836开关后，接地信号未消失。18:13拉开1#主变3831开关，19:03长时间的接地谐振过电压引起1#主变35kV侧套管绝缘击穿，造成差动保护、本体重瓦斯、压力释放阀动作，变压器油池起火，导致1#主变局部受损。

3.2 该1#主变为奥地利ELⅠN公司产品，自1998年投运以来已经使用15年，国外110kV变压器中压侧多采取大电流接地系统，单相接地时立即跳闸，而国内110kV变压器中压侧采用的是不直接接地系统，允许单相接地短时运行1至2小时，存在着运行规程差异，加速了变压器绝缘老化，缩短了变压器使用年限。

3.3 1#主变35kV侧套管采用的是油纸电容性套管，和国内目前普遍采用的纯瓷套管有较大区别，其抗出口短路、抗过电压能力较弱，绝缘老化快，在出线发生短路、接地现象时，易发生绝缘受损，不宜长期使用。

3.4 近年来该地区夏季持续高温,尤其是今年7月以来,平均高温日数较常年同期偏多，高温范围广、强度大，创历史同期最高。导致用电负荷快速增长，最大负荷增长23万千瓦，同比增长14.74%，电网供电压力巨大。导致其变压器更是连续多年重载运行。

综上所述，本次1#主变跳闸事故起因为长期高温、大负荷运行、线路接地、跳闸和操作引起的过电压等诸多方面因素造成变压器绝缘老化严重，当35kV铁路3836线接地故障时，接地谐振过电压引起1#主变35kV侧套管绝缘击穿，主变差动保护、本体重瓦斯、压力释放阀动作跳开主变三侧开关。变压器油经压力释放阀喷泻，变压器油池起火，导致1#主变局部受损。

4 事故暴露出的问题

4.1 用户设备运维单位对所辖线路的交叉跨越、树障等隐患排查治理工作开展不力。在其线路发生故障时，执行调度命令迟缓，导致接地故障处理时间较长，产生危及设备绝缘的过电压。

4.2 对采用油纸电容性套管进口变压器的安全运行环境不熟悉，对其在国内不直接接地系统环境下，抗出口短路、抗过电压能力较弱,绝缘老化快,在出线发生短路、接地现象时,易发生绝缘受损等运行规程差异,没有采用针对性强的运行方式和相关技术手段来改善主变的运行工况。

4.3 对县公司、大用户设备运维单位专业化垂直管理不到位，对中、低压侧出线特别是用户专线运检管理不严，隐患排查治理工作不彻底，没有及时督促县公司、大用户做好涉网设备安全管理，导致主变运行环境较差。

5 对本次事故应对措施的思考

5.1 本次事故直接原因是35KV铁路3836线路永久性接地故障没有及时处置，长时间的接地谐振过电压造成主变绝缘损坏，导致主变差动、重瓦斯动作跳闸。因此，要强化用户安全管理，组织用户侧电网设备运维单位，对用户涉网设备及安全用电进行隐患排查，建立定期排查常态化机制，督促用户做好涉网设备安全管理，同时严肃调度纪律，严格执行调度命令。

5.2 本次事故设备系国外产品，性能及技术要求与国内设备有差异，应采用针对性强的运行方式和相关技术手段来改善主变的运行工况。进行设备选型和验收时严格按照规范要求，实施配套的设备运行规程。

5.3 加强110kV变压器抗短路能力校核,加装限流器，落实技改措施，降低系统过电压风险。

5.4 对变电站主设备加装成熟有效的在线监测装置，确保设备安全稳定运行。如对主变安装油中溶解气体、铁芯接地电流等在线监测技术装置，同时辅以红外精确测温、局放等带电检测手段，实现主设备在特殊运行工况下的运行状态可控、在控。

5.5 电力建设步伐应跟上负荷增长速度甚至要超前建设。因此应加快城市新110kV中心变电站及配套项目工程建设，增强变电站之间的互联互通能力，有效解决城市变电站主变重载运行问题。