一起电压互感器二次回路接地事故的分析及启示

朱金垦 叶正策 潘益伟 杨剑友

摘 要：某变电站发生一起110kV副母C相电压互感器二次线圈接地的事故， 该事故最终引起110kV副母压变空开、正母压变空开相继跳闸，110kV副母压变隔离开关的误分闸。本文详细分析了此次事故的原因及发展的过程，并提出了对电压回路N600接线的改进方法，以求降低类似事件的影响范围。

关键词：电压互感器；二次接地；N600；接线改进

Analysis and revelation of an accident due to

the voltage transformer secondary circuit grounding

ZHU Jin-ken YE Zheng-ce PAN Yi-wei YANG Jian-you（Wenzhou Electric Power Burea，Wenzhou Zhejiang 325000，China）

Abstract：One accident of an 110kV auxiliary bus phase C voltage transformer secondary circuit grounding in a substation is occurred，which causes the air switches of the two bus voltage transformers tripping one after another，and the isolator of 110kV auxiliary bus voltage transformer is falsely opened in addition.This paper detailed analyses the reasons and processes of the accident，an improved wiring method of the voltage circuit N600 is proposed，which will minimize the influence of the relevant accident.

Key words：voltage transformer；secondary circuit grounding；N600；improvement wiring method

為了人身和二次设备安全，电压互感器（以下简称压变）二次回路必须接地，且不允许多点接地，只能一点接地[1-2]。变电所电压二次回路连接设备繁多、延伸范围广，常常由于人为的接线错误或绝缘老化等，出现电压二次回路短路或多点接地情况。此时，流过N600的电流将急剧增大，并对二次设备的安全运行造成极大的危害。

2011年7月，某220kVGIS变电站发生一起由于110kV副母C相压变二次线圈接地而引起副母压变空开、正母压变空开相继跳闸，110kV副母压变隔离开关误分闸的事故。事故造成110kV副母压变失压，110kV母线二次失压和多处二次回路损伤，严重影响了设备的可靠运行。现将事故过程[3]、原因以及预防措施作相关分析。

1 事故经过

事故当日后台SOE记录显示：

1）16时22分48秒564毫秒：110kV副母C相保护电压异常，110kV故障录波器启动；

2）16时29分02秒027毫秒：110kV副母压变汇控箱TV异常（副母压变空开跳闸）；

3）16时29分52秒987毫秒：110kV正母压变汇控箱TV异常（正母压变空开跳闸）；

4）16时29分55秒387毫秒：110kV副母压变隔离开关分闸。

2 原因分析

2.1 事故现场勘查情况

经过对事故现场勘查发现：

1）110kV正母压变汇控箱、副母压变汇控箱内空开跳闸，正母C相、副母C相空开下端头对地阻抗均小于2Ω；

2）如图1所示，110kV副母压变二次接线盒内C相第二组（保护）N600四平方多股软线绝缘外皮软化严重；

3）如图2所示，110kV副母压变汇控箱内保护组N600端子压接处熔断，线槽内多根电缆绝缘层烧熔短路；

4）如图3所示，继保室110kV母线设备屏线槽内N600电缆绝缘软化严重，并与110kV正母保护级C相电压C630、110kV副母压变隔离开关控制回路等多根电缆粘连；

2.2 设备返厂分解情况

将110kV副母压变返厂分解后发现：

1）线圈无移位，无烧损痕迹；

2）密封端子无异常，接线无异常；

3）绝缘胶片上作业标注文字颜色不同，推测为过电流热化导致字迹褪色；

4）C相引线表面有溶化物附着；

5）C相的安装位置，在罐体底部有溶化物发现；

6）屏蔽板有烧损痕迹，位置在引线和二次电线的压接处；

7）引线和二次电线的压接处的压接端子烧损，烧损情况。

2.3 事故原因

根据现场勘查和返厂解体的情况，认定造成本次事故的原因为：110kV副母C相压变二次侧绕线与4mm2线对接的压线端子压接处有突起，在未进行整修的情况下，就用绝缘膜对其进行包裹保护。在压变长期运行后，二次线圈引线的压接端子处绝缘膜磨损，其绝缘性能逐渐下降，并最终造成该点对地绝缘击穿，其突出部与屏蔽板直接接触，压变二次线圈接地短路。

该次事故中，一个较为普通的压变二次线圈接地故障，不仅引起了副母压变空开跳闸，还扩大到正母压变空开跳闸，最终发展为110kV副母压变隔离开关误分闸，造成110kV副母母线失压、110kV母线二次失压和多处二次回路损伤，严重影响了设备的可靠运行。现将整个过程做一个具体的分析。

16时22分48秒564毫秒，由于110kV副母C相压变气室内二次线圈对地绝缘击穿，造成接地短路，保护电压异常，110kV故障录波器启动。电压二次回路故障电流流向如图4所示，由于故障电流并未流经110kV副母压变汇控箱内的空开2ZKK，空开不会跳闸。由于N600一点接地点设在电度表重动屏，此时故障电流将流过110kV副母压变汇控箱、110kV母线设备屏和电度表重动屏的N600电缆。

至16时29分02秒027毫秒，在110kV副母压变汇控箱线槽内，由于N600回路电缆持续流过故障电流后发热，绝缘烧熔，并伤及与之相邻的多根电缆绝缘层，造成与110kV副母保护级C相电压C604与N600短路。故障电流流向如图5所示，此时故障电流流经110kV副母压变汇控箱内的空开2ZKK，空开跳闸，110kV副母压变汇控箱TV异常发信。但此后故障并未隔离，如图4所示，故障电流仍持续流过110kV副母压变汇控箱、110kV母线设备屏和电度表重动屏的N600电缆。

至16时29分52秒987毫秒，由于110kV母线设备屏内N600为右侧端子排接入，左侧端子排上屏顶小母线，左右侧端子排之间用2.5平方导线连接，并置于线槽内，该N600连接线上持续流过故障电流，造成绝缘软化严重，并与110kV正母保护级C相電压C630短路。故障电流流向如图6示，此时部分故障电流流经110kV正母压变汇控箱内空开1ZKK，空开跳闸，110kV正母压变汇控箱TV异常发信。但此后故障仍未隔离，故障电流流向如图4所示。

至16时29分55秒387毫秒，在110kV母线设备屏线槽内，N600左右侧端子排之间的连接线因继续流过故障电流而进一步发热，并与槽内邻近的110kV副母压变隔离开关控制回路厂家配线粘连，造成110kV副母压变隔离开关因控制回路短路而误分闸。同时，110kV副母压变汇控箱内保护组N600回路由于发热严重，其端子排压接处熔断。

3 事故启示及改进方法

通过对此次事故的分析，我们发现，事故范围的扩大和N600回路接线不合理存在直接联系，为了预防类似事件的发生，必须对变电站N600接线加以改进：

1）继保室需设置N600小母线，各电压等级N600分别引入继保室时，应直接接至本侧母线设备屏顶N600小母线，严禁经端子转接。本次事故中，由于110kV母线设备屏内N600存在转接情况，造成线槽内N600电缆绝缘软化严重，并与110kV正母保护级C相电压C630、110kV副母压变隔离开关控制回路等多根电缆粘连，最终至故障范围扩大；

2）各侧母线设备屏顶之间应敷设专用的10平方多股软线作为N600连接线，不得与其他电压回路共用电缆；

3）各电压等级N600分别引入继保室N600小母线时，宜敷设专用的6平方铠装阻燃电缆作为N600专用电缆，不宜与其他电压回路共用电缆。本次事故中，110kV副母压变汇控箱线槽内多根电缆烧熔短路，给后期故障处理增加了工作难度；

4）全所N600一点接地点设置在母线设备屏，以使N600接地点尽量靠近各侧压变的源端，缩短故障时电流的路径。本次事故中，由于N600接地点设置在电度表重动屏，使得故障电流流经三个二次屏柜，是造成本次故障范围扩大的又一诱因；

5）全所N600接地线应采用的10平方多股软线经铜鼻压接，并装设钳型电流表接入测控装置进行采样监控，当N600接地线上流过的电流大于50mA时，应立即对压变二次回路及其接地情况进行全面核查，确保电压回路绝缘良好。本次事故的起因是由于110kV副母C相压变二次线圈引线的压接端子处绝缘膜磨损，其绝缘性能逐渐下降，并最终造成该点对地绝缘击穿，通过监测N600接地线上流过的电流，可先期发现绝缘性能下降的情况；

6）保护需接入N600时，宜直接从屏顶N600小母线接入，不宜通过屏间端子随意并接。

[参考文献]

[1]王梅义.电网继电保护应用[M].北京：中国电力出版社，2000：156.

[2]冯匡一，袁季修，宋继成，等.GB1T14285-2006 继电保护和安全自动装置技术规程[S].北京：中国电力出版社，2006.

[3]潘益伟，陈植，刘冲，朱金垦，等.一起110kVGIS设备母线电压异常分析[J].北京电力高等专科学校学报.2012（4）.