摘要：本文结合现场实际针对一起220kV主变低压侧母线故障进行分析，并对封闭式母线在户外运用时存在的隐患提出了应对措施，从而减少因此而引发故障的几率，提高电网可靠性。
关键词：变压器；封闭式母线；差动保护
1 引言
随着电力系统的发展，户外全封闭式过桥母线的设计已广泛应用于变压器低压侧母线[1]。采用该设计可以减少外界潮气、灰尘以及杂物引起的接地故障。外壳多采用铝板制成，防腐性能良好，且避免了附加涡流损耗。外壳在电气上全部联通并多点接地，保证人身安全，简化了对土建的要求[2]。但随着使用年限的增加，很多弊端也逐渐显现出来[3]。本文针对一起220kV主变低压侧母线故障展开分析。
2 事故经过
2015年9月28日，某220kV变电站发生一起因主变10kV侧过桥母线相间短路故障，造成1#变差动保护动作，发生的直接原因为户外金属封闭母线桥内支柱绝缘子两相击穿接地，过桥母线所用铜排未做任何绝缘化处理，封闭母线桥上封板缺失后，完全暴露在户外环境中，造成内部积水，积水严重部位的B相支柱绝缘子受潮短路接地，加上连续阴雨天气，B相支柱绝缘子绝缘劣化至击穿接地，A相支柱绝缘子绝缘劣化接地，造成A、B相间短路故障。
3 设备简介
2002年投运，站内共有220kV主变两台，1#主变型号为SFSZ10-180000/220，为高压电容型套管出线变压器。221断路器为ZF1-252(L)型GIS设备，111断路器为LWG2-126型GIS设备，10kV侧为套管出线，采用户外全封闭式过桥母线设计，开关柜为 KYN28A型户内金属铠装抽出式开关设备，主变保护采用国电南自股份有限公司生产的PST-1200型保护装置，1#主变一二次设备及10kV I段母线及其分路均在例试周期内。
3.1 1#主变跳闸前运行方式
图1 1#主变跳闸前运行方式
220kV变电站：220kV、110kV均为双母线接线，1#主变、2#主变并列运行， 1#主变通过某221、111分别于220kV东母以及110kV东母相连， 2#主变通过222、112分别于220kV西母以及110kV西母相连。220、110处于运行状态。102开关运行于10 kVⅡ母，101开关处于检修状态，10kVⅠ母未投入运行，如图1所示。
3.2 10kVⅠ母未投运原因
2015年9月25日，101、10kVⅠ母停，10kVⅠ母报B相接地信号，现场检查一二次设备无异常，未发现明显异常点，101、10kVⅠ母停止运行。101至主变低压侧套管带电监测无异常，检修专业组织一次检修、高压试验、二次保护、带电检测等班组前往排查，断开101开关，10kVⅠ母退出运行后，对10kVⅠ母相关设备进行检查试验，检查试验无异常，接地故障原因未查明，未恢复10kVⅠ母运行。因101、10kVⅠ母退出运行，1#主变保护无法采集到主变低压侧的电流、电压情况。
3.3 保护动作情况
9月28日，1#主变10kV侧过桥母线发生相间短路故障，1#主变差动速断保护动作跳开221、111断路器，二次差动电流约为22.22A，大于差动速断保护定值(16A，0秒)，1#变差动速断保护动作跳开221、111，动作正确。
图2 主变差动速断动作故障录波
对主变高低压故障电流进行序分量计算后，低压侧三相二次故障电流分别为76.482A、73.687A、74.871A，折合一次故障电流分别为61185.6A、58949.6A、59896.8A，故障录波如图2所示。
4 现场情况
现场检查，1#主变本体外观无异常，220kV侧、110kV侧设备无异常，10kV高压室未见异常，无烧蚀冒烟痕迹，现场发现两块金属盖板，为脱落封闭式母线桥箱体上封板，户外封闭式母线桥还有滴水现象，如图3、图4所示。
图3 现场脱落的金属上封板
图4 户外金属封闭母线滴水
1#主变停电做安措后，检修专业对现场设备进行了进一步检查，1#主变高压侧、中压侧设备无异常，低压侧封闭母线箱体上封板脱落，低压侧母线为裸铜排，内部积水严重，母线相间有放电痕迹。
图5 户外封闭式母线桥至主变侧
图6 户外封闭式母线桥至高压室侧
现场共有遗落户外母线桥箱体上封板2块，共缺少上封板3块,如图5、图6所示；进一步将1#主变10kV户外封闭式母线上封板全部拆除，检查母线箱体内部情况，发现箱体内部存在积水现象，且母线为裸铜排，表面有多处异物，为上封板漆皮脱落在母线表面，积水严重部位有支柱绝缘子烧损现象，如图7、图8所示。
图7 母线A相支柱绝缘子击穿
图8 母线B相支柱绝缘子绝缘击穿
经二次专业现场检查，1#变保护装置无异常,高压及油化专业对某1#主变色谱及绕组变形进行了试验，油色谱试验合格，1#主变绕组变形试验结果与出厂试验相符、无异常。
5 现场处理
(1)断开1#主变低压侧套管连接，拆除户外封闭式母线上封板，清理封闭式母线箱体内部积水与脏污，清擦母线支柱绝缘子表面脏污。
(2)二次专业检查1#主变保护装置，无异常。
(3)高压及油化专业对1#主变进行了检查试验，油色谱分析结果合格，主变各项试验数据均合格。
(4)对低压过桥母线进行绝缘化处理，更换户外封闭母线桥箱体上封板，对箱体内部进行漏水处理，防止箱体积水,并进行了母线耐压试验，试验合格,于9月29日送电正常，1#主变恢复正常运行方式。
6 问题整改
(1)低压封闭式母线桥内部无法监视的问题[4]，低压封闭式母线桥因其结构型式的原因，其内部的情况无法进行监视，致使其随运行某境变化内部锈蚀等情况，无法直接进行监视，使内部引起故障的发生。
(2)低压封闭式母线的运维检修问题，目前主变或10kV开关柜停电例试过程中，注重主变和10kV开关柜的例试检修，忽视了对封闭式母线的检查，因外部环境的影响，使封闭式母线内外部存在锈蚀的情况；同时在恶劣天气特殊巡视时，存在巡视不到位的隐患现象，使在一定的情况下，发生积水或锈蚀片掉落，引起内部母线的故障，致使主变差动保护动作。
(3)加强低压封闭式母线桥运维检修，随例试周期开展对封闭式母线桥的运维检修，强化对封闭式母线桥的巡视检查, 特别是在恶劣天气后对母线桥重点关注其外观和积水等情况。
(4)严控封闭式母线桥结构在户外的运用，在进行设计审查时对于户外该型结构的设计进行严格控制，避免投运后隐患的发生。
(5)加强户外封闭式母线桥结构的排查治理，目前低压侧母线桥采用户外全金属封闭式过桥母线的变压器，分别完成对该型母线的排查治理，结合停电例试对积水进行排查。
(6)加强接地异常处理,按照缺陷分类等级开展消缺工作，发现缺陷后,要求相关单位立即开展查找,对所有电气连接部位进行查找,不留死角；对查找过程中存在的疑问问题,按照相关汇报原则进行汇报。
(7)此类母线结构方式存在巡视盲点，难以观察内部母线运行情况，母线桥箱体受损时难以及时发现，母线桥箱体受损后内部易积水，母线未作绝缘化处理，易造成母线相间短路故障[5]。下一步，针对目前存在此类母线结构的变压器加强巡视，制定整改计划，可将封闭式母线桥更换为户外敞开式或绝缘管式母线结构。
7 结论
结合保护动作录波图、现场检查情况综合分析可知，本次故障现场户外金属封闭母线桥内支柱绝缘子为户内型号设备，过桥母线所用铜排未做任何绝缘化处理，封闭母线桥上封板缺失后，完全暴露在户外环境中，造成内部积水，积水严重部位的B相支柱绝缘子受潮短路接地，加上连续阴雨天气，B相支柱绝缘子绝缘劣化至击穿接地，A相支柱绝缘子绝缘劣化接地，造成A、B相间短路故障，进而引起1#变差动速断保护动作跳闸。
参考文献：
［1］赵志广. 电力系统封闭式母线安装研究[J]. 广东科技, 2008(6):139-140.
［2］侯保军,史永果.封闭式共箱母线的应用[J].电气时代,2009(01):92-94.
［3］沈文华, 王东亚, 刘胜建. 高压共箱封闭母线接地故障的分析及处理[J]. 广西电力, 2017, 40(3):62-65.
［4］刘成,包龙卿,王洪见.浅谈如何提高共箱封闭母线的绝缘性能[J].科技情报开发与经济,2010,20(31):193-194.
［5］连宏伟,郭万虎,张军,梁擎宇.共箱封闭母线结露事故分析及改造[J].内蒙古电力技术,2009,27(S1):87-89.
论文作者:李兴华,乔洪涛,李航,丁文田,刘霖,王哲,闫振宇
论文发表刊物:《电力设备》2019年第2期
论文发表时间:2019/6/3
标签：母线论文; 封闭式论文; 绝缘子论文; 故障论文; 低压论文; 过桥论文; 积水论文; 《电力设备》2019年第2期论文;