一起10 kV母线PT烧损原因分析及应对措施

亓富军，肖利武，张海娟，苏 超，冯德品

(国网临沂供电公司，山东 临沂 276000)

1 事故处理过程

110 kV某站两主变分列运行，分别接带35 kV两段母线和10 kV两段母线，其中I号主变中性点接地运行。2017年7月14日16时45分，该站发生一次因10 kVII段母线PT着火造成全部失电事件，损失负荷18 MW，如图1所示。

图1 110 kV某站内接线示意图

2017年7月14日16：43 220 kV站某线115开关距离三段保护动作跳闸，导致该站全站失压。经现场检查，发现该站10 kV高压室有烟尘。18:00对10 kV高压室进行检查后，发现10 kV南高压室内10 kVII母PT已完全烧毁如图2，相邻高压柜及10 kVII母线亦被损坏。

现场确定了紧急抢修方案，拆除发生事故的10 kV联络母线，对母线故障段进行隔离，并对10 kV故障高压室内10 kVI段母线进行清扫。20:30完成对故障母线分段隔离，10 kV母线进行耐压试验并对主变进行保护校验后完成事故抢修办理抢修终结。20:35调度下令用#1主变送电，21:19恢复该站全站负荷。

图2 高压室内10 kV II母PT现场

7月15日，试验#2主变正常，开展#2主变保护装置检查试验，调整低压侧CT极性，查出并整改高后备存在的虚接配线，于17时30分恢复送电。

2 事故原因分析

(1)10 kVII母PT烧毁是故障的主要原因，根据保护装置的录波曲线明显看出电压畸变非常严重如图3。10 kVII母PT在故障前出现高达15.4 kV相电压如图4。通过调阅调度自动化信息，故障时10 kVII母PT A相电压先降后升，最高超过9 kV，B、C相电压快速升高，最高超过16 kV。

图3 保护装置的故障录波曲线

图4 故障前相电压变化

利用最简化的L-C串联谐振电路来分析造成故障的主要原因，如图5所示。

图5 简化的L-C串联谐振电路图

(2)#2主变后备保护拒动是故障的另一个原因，该公司变电检修班检查主变保护动作记录如图6，保护整组启动未出口。

图6 主变保护动作记录

查看该站#2主变低后备保护启动波形，故障电流12 A(CT变比4000/5，一次值9 600 A)，持续3.5 s。故障电流和持续时间均已达到低后备过流保护动作条件(过流I段定值7.5 A，0.3 s；过流Ⅱ段定值7.5 A，0.6 s)，但未动作，如图7所示。

检查图纸设计发现#2主变低压侧28开关CT接线：一次接线为P1在母线侧，P2在主变侧；二次回路接线为S2出，S1为N，如图8。

但是实际CT一次接线P1在母线侧时，若低后备保护指向母线，应将二次接线的S1出，S2为N，如图9。因此CT二次接线设计错误，现场按图施工，导致CT极性接反，低后备保护不动作。

图7 该站#2主变低后备保护启动波形

图8 CT接线图

图9 低后备保护实际二次接线图

另外，检查发现#2主变高后备保护屏二次接线，厂家内配线1-2QD(3-2CLP8-1)接线端子松动，如图10，“低后备复压开放高后备”压板失去作用，造成低后备复压不能启动高后备保护。

图10 #2主变高后备保护屏二次接线图

3 存在的问题分析

(1)出现系统谐振时处置措施不当

根据主变保护记录波形及10 kV线路保护动作记录，系统10 kV城II线出现接地故障后，系统出现长时间谐振。县级调度在应对谐振故障时事故预案不足，调度系统未及时根据现场运行情况调整系统方式，破坏谐振存在的条件，以避免谐振长时间积累导致PT烧毁。

(2)母线PT质量及运行可靠性降低

自从2016年以来，已有多个站发生母线PT绝缘击穿故障，母线PT设备质量的下降导致了停电范围的扩大；同时设备入场安装前检验不彻底，设备的特性未进行严格验证，设备带隐患运行。

(3)图纸设计、现场施工把关不严

图纸设计人员未完全按照现场要求及厂家说明书进行设计，导致设计存在先天性缺陷；施工方现场虽按图施工，但在检查、试验中未能发现该错误，说明施工人员责任心不强，对工程的关键细节把关不严。

(4)县公司继电保护技术管理薄弱

县公司二次保护人员技术不到位，对保护装置原理、二次回路、故障处理掌握不熟练，对方向保护理解不全面；施工过程中无法把住施工风险关口，需要将现场技术培训列入下一步的重点任务。

4 改进措施

(1)加强事故预案设想，增强事故处置人员能力。县级调控中心加强谐振故障时事故预案设想，对于值班员加强业务培训，提高事故应急处置能力。

(2)开展县公司主变保护电流回路排查。针对县域变电站，地调制定排查要求及细则，县公司检修人员逐套保护检查，重点检查电流幅值和相位、后备保护定值单要求的方向、现场装置实际方向，每套保护装置均重新带负荷测试，发现问题，立即更改。

(3)强化县公司继电保护技术培训。针对县公司继电保护技术管理薄弱的现状，地调将在封网期间安排一次集中培训，重点培训方向保护、二次回路、CT极性等内容；同时9月份举办继电保护“劳动之星”职业技能竞赛，在理论考试和实际操作中，增加电流回路极性判断和消缺的内容，切实提高县公司继电保护技术水平。

(4)对同批次设备进行重点排查。针对此次出现的的平高集团的设备进行一次全面整体的普查，结合汛期天气特点加强对电压互感器及消弧线圈等设备重点巡视，及时发现并处理设备隐患。

(5)变电施工前认真进行图纸复核。在涉及保护相关重要控制进行投退时，需认真对比设备说明书及图纸设计。

(6)结合此次事故继续深入分析，形成事故典型案例大讲堂。对变电检修人员及变电运维人员进行相关专业知识培训。深入分析此次事故抢修过程，在处理同类事故时提升应急处置能力。

5 总 结

通过对110 kV站10 kV母线PT烧损事故的分析，可知在系统发生接地时，会对PT造成很大的危害。因此，应强化对故障处理时间以及能力的提高，使其能尽快地消除或抑制系统发生PT谐振，避免发生大面积停电事故。