一起单相接地故障造成母线压变损坏的案例分析

一起单相接地故障造成母线压变损坏的案例分析

矫旭昌

（国网徐州供电公司江苏徐州221000）

摘要：本文针对一起某变电站10kVⅠ母发生C相单相接地故障，在切除电容器后，线电压幅值（ab）发生较大异动（越上限11.10，达11.88），6时23分该站发火灾报警动作信号，经检查，10kVⅠ母压变B相炸裂，一次绕组烧断，压变柜内其他设备正常。同时，10kV113线有引线绝缘击穿。

关键词：单相；接地；故障；母线；压变

前言

单相接地故障是小电流接地系统最常发生电网故障之一，单相接地过程中会产生弧光过电压，特别是切除相关设备后，增加电压突变的程度，对电气设备的内绝缘造成积累性损伤，在外绝缘薄弱点造成相间闪络或对地间隙击穿，从而引发短路事故，造成高压设备损坏。

1.故障前运行方式

故障前某变电站电所2号主变带10kVI母、II母线运行，10kV母线有4条出线及两台电容器。如图1所示。

消弧线圈配置：该站10kV系统配置1组消弧线圈最大补偿50A；06时09分42秒346补偿10.3A，应该为正常动作。

3.监控处理

监控人员发现告警信息后立即调取该厂站接线图，检查19kVI母线电压变化，调取相关电压及历史曲线，综合上述保护动作、开关变位及遥测变化信号，监控值班员立即打电话汇报调度，监控员同时通知操作班要立即到变电所现场检查：当日06时13分26秒拉开电容器后电压ABC三相不变，线电压降为10.52；06时43分52秒调度令拉开113开关。

在初次汇报后，监控员立即调阅视频监控系统，发现10KV开关室有烟雾，监控员立即将视频巡视结果汇报调度，同时告诉操作班。

4.现场检查

当日9时32分，运维人员到变电所现场情况，经检查，开关室内有报警，烟雾较大，有糊味，10kVⅠ母压变B相炸裂，一次绕组烧断，压变柜内其他设备正常。

压变本体未变形，但B相外部明显电弧灼烧熏黑。引线电缆未受损，从现场检查看，此次故障的拉弧部位在10kVI母B相压变绝缘瓷瓶上，单相短路接地炸裂。相关部位的绝缘明显受到能量的烘烤，变色明显。经全面试验结果表明AC绝缘也不合格，C相尤其明显，具体故障原因有待返厂解体进一步分析。

5.调度处理

10时00分，检修人员到达现场；许可开工。当日18时56分，检修工作结束（更换B相压变，并对其他设备进行检修）汇报调度处理完毕。当日19时，调度下令，对压变冲击正常后恢复正常方式。

6.事件分析

35kV及以下小电流接地系统发生单相接地的线路，配网调控规程规定其最长允许运行时间不得超过2小时（时间从发生单相接地时算起），逾时应将该线路退出运行。而因历史因素，优质服务要求高，城区电网供电可靠性要求及重要用户多，且部分单相接地情况在无电情况下难以查找，在以往的单相接地处理中，在未查找到接地点的情况下，均不允许将用户停电，导致了该线单相接地运行时间较长。

再是由于该站10kVⅠ母接地动作后，在切除电容器后，线电压幅值（ab）发生较大异动（越上限11.10，达11.88），6时23分该站发火灾报警动作信号，经检查，10kVⅠ母压变B相炸裂，一次绕组烧断，压变柜内其他设备正常。同时，10kV113线有引线绝缘击穿。

7.存在问题分析

1.压变质量问题

故障压变为主绝缘处理工艺一般，内部制造工艺具体如何，尚未解体检查。

压变配置了0.5A熔丝，但试验结果表明，在熔丝熔断之前，压变一次绕组已经烧断。从总体情况来看，压变的制造质量存在问题。熔丝虽标称0.5A，但实际熔断电流有可能比0.5A大很多，这方面因素也不能排除。

2.系统电压波动影响

从D5000监控系统监测曲线来看，故障时段10kV电压明显为C相单相接地故障特征。

8.防范及措施

将该站10kV三只压变全部更换为一线厂家成熟产品。针对该站配网出线频发接地、断线的情况，2015年安排修理项目，对状况较差的配网出线进行大修，结合秋季检修工作，对相关压变设备器停电检查。停电检修期间联合厂家并安排诊断性试验项目评估设备状况（压变耐压检测）。

加强施工现场到岗到位安全督查质量。特别加强由外协队伍施工的工作现场督查，深入现场，加强现场监督和安全检查，对发现的问题严肃处理。开展该产品排查。加强设备试验及验收管理。

9.事件启示

该事件有较大启示，运维人员要提高风险安全意识，加强现场设备检查和巡视水平，完善人员的安全生产培训。

监控人员应对所辖变电站画面及电压加强巡视，及时的发现问题，避免事故信号的遗漏，延误事故的处理，造成事故扩大。

此外我们还应做以下总结：

1、视频监控作为事故分析判断的重要辅助手段，对一次设备故障具有很好的辅助监视效果，应加大推广使用力度、提高日常运维水平。系统发生单相接地时，值班员及时有效地进行查找拉路，保证设备的正常有效，显得尤为重要。

2、监控值班员应加强母线电压异常的事故研判经验，能正常区别母线单相接地、谐振、压变熔丝熔断故障现象。在监视电网时要充分利用D5000系统识别各类故障，对相关事故、异常信息（遥测、遥信）进行查看和综合分析判断；

3、监控员对于遥测、遥信出现疑问或难以判断的情况，应立即要求运维班到现场检查确认后，做出故障分析和相应处理；应了解电力设备可能发生的故障类型及其后果，具备风险意识。

结束语

通过本次单相接地故障的案例分析，浅析单相接地时产生的过电压对站内设备的危害，应及时采取综合措施。尽可能提高电网的安全性和可靠性，减少设备的故障概率。

作者简介：

矫旭昌（1969年7月——），男，汉族，国网江苏省电力公司徐州供电公司，助理工程师，从事多年变电运维管理等工作。