关于110 kV变电站雷击停电事故的分析

冯良韬

摘 要：文章介绍110 kV变电站1#主变某次雷击引起的停电事故，结合事故经过、事故现象、保护动作报告，现场实地分析其事故原因，得出结论，并提出相应防范措施，以保证设备的安全运行。

关键词：变压器；雷击事故；原因分析；防范措施。

中图分类号：TM63 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2015）08-0093-02

本文主要针对110 kV变电站发生停电事故，给企业安全生产带来了巨大的隐患，为此，特对本次事故进行了详细分析，具体如下。

1 基本情况

1.1 10 kV变电站的两台63000 kVA

10 kV变电站的两台63000 kVA主变均由太原变压器厂生产，型号为SFPSZ7-63000/110，投入运行近10年；其中1#主变2011年10月进行了大修。各部分线路图如图1所示。

1.2 变电站及主变进出线各侧避雷器配置

①110 kV侧：110 kV进线侧装设HY10 WZ2-102/266W型避雷器，110 kV母线装设Y5W-100/248型避雷器，110 kV线路装设HY10CX-100/248型线路避雷器；主变110 kV中性点装有一只Y1.5 W-72/188 W型避雷器。

②35 kV侧：主变35 kV穿墙套管侧装设YH5WZ-51/134W型避雷器，母线上装设Y5W-51/134W型避雷器；所有配出线开关负荷侧装设YH5WZ-51/134型避雷器，线路首端、末端都装有YH5CX-51/134型线路避雷器；加上线路避雷线，共计五级防雷保护。

③6 kV侧：6 kV套管侧装设HY5WZ-10/27型氧化锌避雷器，母线上装设HY5WZ-10/27避雷器；所有配出线开关负荷侧装设HY5WZ-10/27避雷器。

④其他避雷设施：根据防雷保护设计要求，2012年委托太原供电局元工设计院设计，现场进行避雷针保护角实测计算，将原四座避雷针全部更换，并增加一座避雷针，同时对站内的接地网进行改造更换。

2 事故现象

①差动速断电流值见表1。

从表中可以看出差动整定动作值为1.653 Ω，B、C相差动电流均超过整定值，变压器主保护正确动作。

②1#变压器本体轻瓦斯、重瓦斯动作。

③避雷器动作情况见表2。

从表中可以看出1#主变35 kV一段母线侧C相多次受到雷电冲击；其余各处避雷器无动作指示，主变中性点放电间隙无放电痕迹。

④事故瞬间变压器各侧的电流值见表3。

从表中可以看出事故瞬间变压器各侧的电流值变化大且无规律。

⑤由供电局明业试验公司对1#主变进行测试，测试结果35 kV侧C相绕组直阻不合格。1#主变直阻试验值比对见表4，单位（Ω）。

3 事故处理

1#主变雷击事故后，立即联系试验公司对1#主变进行了现场测试，发现35 kV侧C相直流电阻较大，不平衡系数达13.84%，超过标准要求；又经吊罩检查，外观未发现变压器绕组有明显放电痕迹。为保证企业供电安全，新变压器于8月7日安装调试合格后空载运行，8月8日正式带负荷运行。

4 事故分析

雷击对设备造成损害的形式主要有两种：即直击雷和雷电侵入波。在对设备外观进行检查的过程中，并没有发现其收到过明显的雷击痕迹，变电站区域的避雷针也都在合理的保护范围之内，各项避雷针接地的电阻值也都在规定之内，所以这次事故可以排除变压器直接受到雷击的现象。35 kV线路按规程规定，均在其进站前1.5 km的距离内装设了避雷线，按常理雷电首先应击于避雷线上，以确保输电线路不被雷击，但在地势复杂的地区，由于避雷线保护范围受（地势、河流、云层、土壤电阻率、安装质量等）诸多因数的影响，输电线路遭受绕击雷侵害较大。另外，事故发生后我们对35 kV线路的避雷系统进行了检查，未发现异常。事故发生前后，雷电频繁出现在35 kV线路上，其间35 kV一段母线避雷器C相动作3次（动作情况详见表2）；35 kV系统在高密度雷电波冲击下，1#主变35 kV线圈当时也多次受到雷电波的冲击，造成对线圈的损伤，最终引发以上事故，是1#主变遭受雷电损坏的主要原因。

根据上面对事故的分析，造成1#变电站出现损坏的愿意大致有以下几个方面：①绕击雷对变电站的35 kV进行了侵入干扰，影响变压器工作；②连续雷对35 kV变电站的保护区域也进行了干扰性侵害；③变压器在正常的工作状态下，多次受到附近短路电流冲击，造成了变压器绕组中的绝缘部分出现了很大的障碍；④1#变压器工作的年限太久，虽然在使用的过程中也经历过几次大修，但是总体上很多部件已经出现了问题，在恶劣的工作环境中米绝缘部分出现了击穿性问题；⑤35 kV线路薄弱环节较多，所以在受到雷电袭击的时候很容易出现这样的事故性问题。

5 事故原因

①雷电频繁出现在35 kV线路上，致使35 kV一段母线避雷器C相动作3次。在高密度雷电波冲击下，1#主变35 kV线圈受到损伤，造成1#主变损坏，成为最终引发事故的直接原因；②1#变压器运行年代长，2011年还进行了大修，各部件性能已发生变化，经多次短路和雷电冲击后造成变压器内部绕组绝缘损坏击穿，是引发本次事故的重要原因；③110 kV变电站管理不到位，巡检不到位，对设备维护保养不及时，是造成本次事故的主要原因。

6 防范措施

①由于35 kV线路遭雷击频繁，根据必要性增设线路氧化锌避雷器；②目前线路接地电阻值在10～30 Ω以下，立即对35 kV所有线路接地电阻再次进行全面测试，采取措施降低线路杆塔接地电阻在10 Ω以下；③加强对变压器检测，对运行15 a以上变压器，要进行全面状态评估，尤其对运行多年的旧变压器，近区短路后应进行变压器绕组变形测量，必要时吊罩检查检修处理，防止累积效应造成变压器绕组损坏。对110 kV站现运行的2#变压器进行吊芯檢查，并对变压器的绕组变形进行试验；④变压器35 kV侧线路容性电流超过10 A时应装设自动跟踪补偿功能的消弧线圈，防止弧光过电压对变压器的冲击；⑤为提高安全供电可靠性，110 kV变电站尽快安装两台新变压器，并建立三台主变运行机制；⑥加强对旧变压器检修及新变压器的监造工作，新变压器订货要加大绝缘裕度，改进结构，提高耐雷水平；⑦聘请专家对110 kV变电站及全线路整体进行防雷评估，进一步分析原因，并完善防雷设施。

参考文献：

[1] 雷红才，汤美云，申积良.电力变压器短路事故分析[J].高电压技术，2012，（2）.