（国网山东利津县供电公司 山东利津 257400）
摘要：通过变电站10kVPT烧毁故障，从10kV线路撞杆诱发线路刀闸烧毁、避雷器击穿入手，系统分析了小电流接地选线装置报文、录波图及谐振发生机理，查找出PT消谐器安装时短接、谐振是本次故障的主要原因。并分析了PT不发接地信号、刀闸烧毁、避雷器击穿原因，提出了改进措施。
关键词：PT；谐振；消谐器；
1 故障时运行方式
王明变#1主变带乡直614线、乡东613线、胜凯615线、马王813线、灶子814线，接线如图1
2 事故主要经过
7月29日14时32分24秒，王明变10kV乡直线614开关保护显示：A相瞬时速断保护动作，Ia=45.07A，重合成功。14时44分6秒，10kVⅡ段显示接地，3U0=189.11V。变电站运行人员按照调度指令拉路选择时，10kV1号PT冒烟，事后发现B相PT线圈已烧毁。巡线人员发现乡直614线、灶子814线同时存在设备故障。其中乡直614线存在两处明显故障点，一处为干线#11杆隔离刀闸A相刀口熔焊在一起，B相隔离刀闸上引线烧断；另一处乡直614线董家支线油井分支线#2杆被工程车猛烈撞击，电杆剧烈晃动倾斜，导致电杆三根导线绝缘子绑线崩断，A、B、C三根裸导线脱落。另一处故障为灶子814线刘村变压器A相避雷器击穿。
3 事故原因分析
PT烧毁原因分析
3.1.1 PT一次消谐器接线存在隐患，导致谐振时失去作用
8月20日，现场检查发现，10kVPT为三只单相手车式结构，中性点通过外敷设导线连接一体，与手车底盘安装的消谐器上端连接，消谐器下端敷设导线接于手车金属外壳，形成接地电流通路，如图2。现场检查发现，一相PT中性点压接导线螺栓与手车地盘相连，导致消谐器短路。当发生谐振时，造成消谐器短接不工作，是本次事故的主要原因，示意图:
3.1.2 线路间歇性接地诱发谐振是PT烧毁原因之一
工程车撞击乡直614线使导线绝缘子绑线崩断，导线脱落下坠及剧烈晃动呈逐渐衰减延迟过程，在此过程中易碰线或接触电杆、铁横担，形成瞬间碰线短路、反复间歇式接地过渡过程。在刚接地及接地消失瞬间，PT线圈感性电阻变小，达到了分次谐振条件，PT产生了分次谐振。运行资料统计及试验证明，分次谐振时，PT相电压瞬间将达3倍相电压，约为18kV。过高电压使PT线圈呈饱和非线性状态，电感线圈感性电阻显著减小，瞬间高电压将在PT线圈中产生励磁涌流，最高可达额定电流的百倍，过大电流产生极高热量，致使PT的B相线圈短时间内烧毁。变电站小电流选线装置显示接地信号、录波图与以上分析一致，如图3、图4。
图4中可以看出小电流接地选线显示接地断续发生，不连贯。其装置原理为：当接地瞬时3U0大于20V时，启动小电流选线装置动作。当零序电压小于20V，并且零序电压值持续1秒时，小电流接地报警停止。因此报文中出现断续报警过程，说明接地是间歇性接地。图4中接地选线结果为“0000”，原因是瞬时值大于20V，而有效值小于20V，因此没有选出接地线路。图5录波图可以清晰看出，接地时线路发生了谐振。现场对小电流选线装置与线路保护装置对时，图中小电流选线装置显示时间超前线路保护时间50分钟。图中红色方框标示显示：15时22分33秒发生接地，15时36分59秒接地结束，接地累计时间为14分26秒。灶子线814线路保护显示：从乡直线614保护掉闸到灶子线814线路发接地信号间隔14分钟，时间上基本吻合。变电站值班人员反映614保护掉闸后约十几分钟，发现PT冒烟，以上说明PT在很短时间内烧毁，综合以上信号判断，分次谐振引起了PT烧毁。
3.2 PT烧毁没有发接地信号原因分析
小电流接地选线装置及线路接地保护定值设置，保护接地：零序电压30V,时限5s；小电流接选线：零序电压20V,时限0s。杆塔遭受工程车剧烈撞击后，瞬间造成相间短路，因此发生瞬时保护动作。在导线脱落下坠延迟时间内，导线震荡断续接地，引发分次谐振，因此小电流接地选线装置显示断续接地信号。当发生分次谐振时3U0没有达到30V的报警条件，因此灶子线814保护、乡直线614保护没有启动接地报警。当灶子814线避雷器击穿时发接地报警，而乡直线614保护应同时发接地信号，但分析保护动作报文，发现乡直线614保护仍没有发接地信号，属于不正常现象。对近3年王明变10kVI段母线所带三条线路（乡直线614保护、乡东线613保护、胜凯线615保护）接地情况进行统计看出，2011年3条线路共发生接地5次，2012年发生6次，2013年截至8月份，0次接地。今年雷雨天气、高温等恶劣天气较往年高，没有一次接地。以上综合判断，今年及本次接地时，10kVI段线路0次接地及本次接地时不发接地信号属于异常，当10kVI段母线所带线路接地时，不发告警信号，易导致故障持续扩大蔓延，引起设备烧毁故障发生。PT二次接线如图8。经现场试验检查，发现PT保护线圈引出二次线号为L731的二次端子 “X1:29”脱落，导致接地时零序电压不能发送至保护装置所致。更换后，试验正常。
3.3乡直614线刀闸熔焊及弓子线烧断原因分析
乡直线614保护显示Ia=45.07A，CT变比为300/5，折算为一次电流为2704A。故障隔离刀闸额定电流为630A，刀口频繁操作引起动静刀口压接松动、空气氧化都造成接触电阻增大。同样道理，刀闸弓子线设备线夹空气氧化等原因易产生接触电阻大，操作时设备线夹与导线接触处机械应力引起的金属疲劳最大，当瞬间通过大电流时，产生的过高热量易发生刀闸刀口熔焊及弓子线烧断。
3.4乡直614线引起灶子814线避雷器击穿原因分析
发生谐振时，非接地相电压瞬间升高为18kV，持续时间约14分钟。线路避雷器额定电压为17kV，硅橡胶避雷器长期室外恶劣环境带电运行、承受多次线路故障冲击、工艺及制造质量等多种因素，导致了绝缘薄弱的避雷器击穿。
4采取措施
4.1 更换后的故障PT与两只完好PT属于不同厂家生产（更换后PT为淄博继保生产，完好的两相PT为大连第二互感器厂生产）。由于不同厂家生产的PT伏安特性不一致，当发生接地PT通过励磁涌流时，非线性饱和程度不一致，产生的3U0偏高，易发生PT烧毁故障，公司将故障PT全部更换为大连第二互感器生产的PT。
4.2 对19座变电站PT一次消谐器进行专项检查，消除隐患1处。
4.3加强变电站检修工艺质量管理，杜绝二次寄生回路隐患影响设备安全。
作者简介
吴素刚（19,72－），男，技师，大专，电气工程及其自动化，从事安全生产工作。
论文作者:吴素刚
论文发表刊物:《电力设备》2017年第2期
论文发表时间:2017/4/7
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