一起雷击变电站造成全停电事故的原因分析

一起雷击变电站造成全停电事故的原因分析

张馨炜

张馨炜

（抚顺供电公司113006）

摘要：本文通过对一起雷击变电站造成全停电事故原因的分析，得出如何减少类似事故损失和避免在事故处理中再发生次生事故的经验教训及采取的措施。

关键词：雷击变电站过电压原因分析

1变电站概况：

66kV李家变电站属于抚顺县农电局，为县城电网改造期间建设工程，于2005年6月23日投入运行。该站主接线为66kV一条进线T接在66kV水南线上，66kV侧为单母线接线，66kV进线经隔离开关与母线连接，远期设计为两台5000kVA主变压器，现场实际安装运行一台3150kVA变压器。主变压器一次侧采用高压熔断器保护，在66kV母线上装设电容式电压互感器及氧化锌避雷器，变压器一次回路安装电流互感器。10kV侧采用单母线接线，有五回配出线。所有一次设备均为户外布置。现场为无人值班有人职守变电站。当时的运行方式为66kV水南线水电站侧开关合闸送电带兰山、李家变电站运行，66kV水南线南章党一侧开关热备用。

2事故经过：

2005年7月14日深夜，李家变电站及66kV水南线一带普降大雨，同时伴有强烈的雷电发生，在23时左右，随着一道强烈的闪电后的一声巨响，66kV水南线水电站侧开关跳闸，李家变电站全停电，后来经检查为李家变66kV电压互感器C相发生了爆炸，运行人员于23时30分汇报调度。调度命令将李家变66kV进线隔离开关拉开将李家变退出运行，并于23时50分恢复水南线送电。

7月15日，县局组织人员对该站设备进行了检查，经检查66kV母线避雷器A、B相计数器多次动作，C相避雷器计数器未动作，避雷器外观无损伤。66kV电压互感器C相爆炸并使其与隔离开关之间的连接导线搭接在支架槽钢上。因未发现其它设备异常现象，将66kV电压互感器至隔离开关引线拆出后请示调度与12时40分试送主变，试送后发现主变声音异常，并发现主变中性点避雷器动作并冒烟损坏，随即将主变停运。并将中性点避雷器及其引线拆下。根据当时试送情况分析判断主变可能存在问题，决定更换主变。

在15日下午16时至16日早晨6时左右将一台2500kVA旧变压器替换原主变，汇报调度后在6时47分进行送电，在操作的过程中，接到兰山变的值班员报告，发现66kV水南线距兰山变不远的一处杆塔引流烧断，后经检查位置在76号杆塔处，同时汇报了调度。送电操作停下待送电线路抢修后，大约在下午14时左右又一次进行李家变的送电，待送到10kV母线后，检查10kV母线电压显示异常，初步判断为缺相，用验电器检查后发现66kV水南线B相无电，可以断定水南线B相导线仍有断线处。于是操作停下来并将情况汇报调度，经巡线发现水南线128号杆B相引流烧断，修复后于16日21时27分再一次给李家变送电，送电后水电站侧发现B相接地，于是按调度令将李家变进线隔离开关拉开。

17日中午11时由于临时安装的主变防爆桶阀门喷油，决定将兰山变的主变调至并于18时50分安装完毕。此时水南线经巡线后未发现接地，接地故障点一时难以查找，为了保证停电地区老百姓的生活用电，采取了由新宾县上夹河变电站临时供电的措施。

经过送、变电抢修人员的共同努力终于在7月18日下午查找到故障点，为66kV南章党变电站一侧66kV水南线出口避雷器B相被击穿造成接地，在16时40分处理完毕，在18时50分整个李家变恢复送电。运行方式仍为水电站侧送电带兰山、李家运行，南章党侧开关热备用。至此，从事故全停到恢复送电，李家变电站共计停电约92个小时。

3原因分析：

从事故的经过与现场勘查，本次由雷电灾害造成的停电事故是一起多个故障点的复杂事故，共有4处由雷害造成的线路、设备损坏。分别是（1）66kV李家变电站电容式电压互感器（型号为TYD-66/√3）C相爆炸。（2）66kV水南线76号杆塔引流线烧断。（3）66kV水南线128号杆塔引流烧断线。（4）66kV南章党变电站水南线出口避雷器B相击穿接地。此外尚有由于送电操作而引起的变压器中性点避雷器损坏，对变压器损坏的误判。以下将重点分析电压互感器爆炸及中性点避雷器损坏的原因。

66kV电容式电压互感器C相爆炸的原因：在雷电波的作用下电容式电压互感器的工作状态与工频电压时发生明显的变化：即（1）电容器两端的电压很高；（2）瞬时流过电容器的电流达数十安培；（3）每个电容器端部都有突变的电压，在上述情况下电容器的电应力和功耗都明显增加，如有密封不良或元器件隐患就可能暴露出问题。当一个电容器发生故障，其它的电容器就加重了负担发生雪崩效应，产生弧道，弧道的高温引起瓷套内介质的分解，产生气体，生成强大的爆破力，因此引起了电压互感器的爆炸。

雷电波的侵入同时造成了66kV母线避雷器A、B相动做。为什么C相避雷器没有动作却试验没有问题呢？这是因为计数器的动作电流为50安培。而动作电压为134kV，当达到181至194千伏时，避雷器电流达到50安培左右，计数器才能工作，而没有达到上述电压时电压互感器就发生了爆炸，所以计数器没有来得及动作。中性点避雷器为什么在操作中损坏呢？其原因为：由于B相断线，在第一次送电时，对于66kV经消弧线圈接地系统正好产生了断线谐振过电压，此时中性点的电压可以达到2.06倍的最高相电压，即达到86.3kV。该中性点避雷器的型号为HY1.5WZ-54/127，额定电压为54kV，持续运行电压为42kV，远低于过电压值，因此被击穿。

4应吸取的教训及采取的措施：

本例中电压互感器爆炸是由雷击引起的，但电压互感器本身有无缺陷已不得而知。但是本所电压互感器交接试验为去年的11月份，而投运时为次年6月中旬间隔半年多，是一个重要原因，这一点在以后的设备交接试验中应吸去教训。

本例中主变中性点加装避雷器是根据《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》规程7.35条的规定，“不接地、消弧线圈接地和高电阻接地系统中的变压器中性点，一般不装设保护装置，但多雷区单进线变电站的变压器中性点引出时，宜装设保护装置。”其目的为防止从进线上雷电波的侵入，而当三相来波时，在变压器中性点的电位理论上会达到绕组首端电压的两倍，因此需要考虑变压器的中性点的保护问题。而对于本例中的中性点经消弧线圈接地系统，变压器是全绝缘的，即变压器中性点的绝缘水平与相线端是一样的，由于三相来波的概率不大，大多数来波自线路较远处袭来，其陡度很小，因此在中性点侧装设避雷器与否还值得商榷。另一方面如果为单进线多雷区并已在中性点装设避雷器的情况下，则应在现场运行规程中明确规定处理此类事故送电操作前应在66kV进线处三相验电，证明三相都有电压后方可送电，否则不允许操作。

最后要说明的是变电站发生类似雷害事故停电后，应对与其有联系的线路及变电站相关设备做检查、试验，确认各元件完好前，不应盲目送电。此外本例中原来主变压器并未出现故障，在事故处理中对其判断有误，更换变压器所耗时间较长，延长了整个事故的停电时间，而真正需要注意的设备却未引起足够的重视。

参考文献

[1]电力行业标准DL/T620-1997交流电气装置的过电压保护和绝缘配合.

[2]徐颖徐士珩交流电力系统过电压防护及绝缘配合中国电力出版社.

[3]江日洪张兵罗晓宇发、变电站防雷保护及应用实例中国电力出版社.

作者简介：

姓名：张馨炜性别：男出生年月：1970.11出生地：辽宁抚顺职称：工程师学历：大学本科研究方向：变电站运行、设计、工程监理单位：抚顺供电公司部门：监理站。