摘要：XXX光伏电站所处位置为高原地区，海拔1900~2000米之间，空气湿度大，昼夜温差大，电站主变共箱母线的选型存在问题，由于自然环境及光伏电站特殊运行方式的因素，共箱母线箱体内外温差较大，容易产生水蒸汽并形成凝露，造成箱体内母排相间及对地空气间隙减小，从而引起短路或接地故障。
关键词：跳闸；故障；短路；保护；处理措施
一、事件简况
1.电站简况
XX光伏电站装机容量60MWp，分为56个光伏发电单元，每1 个发电单元装机容量约1MWp，每个发电单元建1MW 逆变单元及1MW 箱式变压器，通过5回35KV集电线路汇总至升压站35KV母线，经主变升压至110kV后以1回路110kV线路送至电网侧。
2.事件前运行方式
（1）110kV线路运行正常；110kV母线运行正常；110kV 1号主变运行正常；35kV母线运行正常，接地变、无功补偿装置运行正常。
（2）5回35kV集电线路运行正常，全站56个光伏方阵并网运行，线路所带负荷16.7MW。
3.电站主接线图
4.事件简况
2017年7月30日08时53分02秒，电站后台监控系统报“1号主变110kV断路器101合闸位置信号复归”，1号主变高压侧101断路跳闸。 2017年7月30日08时53分02秒179毫秒，电站后台监控系统报“1号主变35kV断路器301合闸位置信号复归”，1号主变低压侧301断路跳闸。1号主变110kV侧101断路器、35kV侧301断路器跳闸后，35kV母线电压降低为零，56个光伏方阵逆变器交流接触器分闸动作，56个方阵逆变器脱网。经现场检查1号主变保护装置，2017年7月30日08时53分02秒118毫秒报1号主变差动保护启动（差动保护启动定值0.94A）；2017年7月30日08时53分02秒141毫秒报差动保护速断A、B、C相动作（A相差动电流12.56A、B相差动电流11.75A、C相差动电流11.94A,差动速断电流定值11.28A）， 2017年7月30日08时53分02秒150毫秒报1号主变差动保护比率差动A、B、C相动作，1号主变35kV侧301断路器、110kV侧101断路器跳闸。查看故障录波装置保护动作前35kV母线C相电压突降，A、B相电压升高，出现零序电压，故障录波装置故障分析报告为C相接地故障。
二、故障后检查情况
1.1号主变本体检查情况
将1号主变转为检修状态，对1号主变瓦斯继电器进行检查未发现气体排出，对主变高低压侧接线柱处进行检查无放电痕迹，对主变压器油进行查看油色、油位正常，呼吸器硅胶颜色正常，对主变非电量保护装置、主变高后备保护装置、低后备保护装置进行检查无异常报警信息。
2.1号主变110kV侧101断路器间隔检查情况
断开1号主变110kV侧101断路器后，拆除主变高压侧至GIS跳线，用5000V兆欧表在GIS接线端对断路器本体内部进行绝缘测量正常，检查101断路器操作机构正常，检查SF6气体压力正常。
3.1号主变35kV侧301断路器间隔检查情况
（1）将1号主变35kV侧301断路器手车拉出，对开关本体进行全面检查未发现异常。
（2）拆除主变低压侧接线柱处连线，拆除主变低压侧301断路器出线处连线，打开室内共箱母线箱体盖检查内部母排及绝缘支柱无异常，当打开室外部分共箱母线箱体盖后，发现箱体内有水蒸气，温度约40℃，箱体底部发现明显水珠，三相母排有明显放电痕迹，部分绝缘子受潮并有闪络现象，检查到C相母排第四组绝缘子处时发现母排及箱体有明显放电点，因此确定引起本次故障的原因为1号主变低压侧共箱母线内C相母排对箱体放电，造成三相接地故障，引起1号主变高低压侧断路器跳闸。
三、故障分析
电站35kV室301断路器出线处至1号主变低压侧接线柱处安装35kV共箱母线箱体，防护等级为IP54，防灰尘、防水。箱体连接处使用橡胶密封条并用螺栓压紧，无法做到全密封，由于近期连续降雨，空气湿度较大，潮湿空气进入箱体后遇内部高温形成水蒸汽，减小空气放电间隙，导致部分绝缘子发生闪络现象，由于光伏电站夜间不发电，负荷较低，箱体内温度降低，水蒸汽形成冷凝水分布于母排、绝缘子、箱体壁上，降低了箱体内绝缘强度，当7月30日天气转晴，电站送出负荷较高时，箱体内母排对箱体放电，A、B、C三相母排直接击穿，形成接地短路故障及相间短路故障，当主变低压侧共箱母线箱体内母排发生接地后，主变低压侧产生零序电流（35kV系统属接地系统），由于110kV系统属中性点不接地系统，产生的故障电流从故障点流向主变高压侧及低压侧，从而产生差流（A相差动电流12.56A、B相差动电流11.75A、C相差动电流11.94A），当差流达到主变差动保护定值11.28A，主变差动保护动作，保护正确动作跳开1号主变110V侧101断路器、35V侧301断路器。
四、现场整改处理措施
1.光伏电站1号主变110kV侧101断路器、35V侧301断路器发生跳闸后，公司主管生产副总经理带领生产技术部的相关人员，赶到现场指导现场运行人员分析和处理故障，同时立即联系共箱母线厂家专业人员及技术监督服务单位专业人员尽快赶到现场分析故障原因及处理措施。
2.更换共箱母线箱体内发生闪络、受潮的绝缘子共27只。
3.对箱体内放电点、及母排放电点进行打磨，做光滑处理。
4.与设备厂家技术人员沟通后，在箱体底部开通风孔，并在通风孔底部安装排风风机，定期启动，使箱体内外部空气形成对流，降低箱体内部空气湿度及温度，避免箱体内部形成凝露。
5.对主变差动保护所用的主变高、低压侧电流回路以及极性进行了核查，回路正确，极性满足差动保护要求。
6.技术监督服务单位对1号主变进行直流电阻试验、介损试验、耐压试验及绝缘测量均合格；绝缘子更换完成后，对共箱母线进行耐压试验及绝缘测量均合格，并出具试验报告。
五、管理及防范措施
1.此次跳闸事件的发生暴露出以下问题：
（1）在电站建设期间，未充分考虑本地气候条件，设计单位在针对共箱母线的设备选型时，未充分考虑可能因内部受潮而引起放电的现象发生，在技术方案中未提出对箱体进行开孔处理（通风百叶窗），形成空气对流。
（2）设备厂家未提出此项设计缺陷，使此项隐患长时间留在运行过程中，最终导致跳闸事件发生。
（3）建设单位项目管理人员对施工现场管理不到位，在设备安装、调试时未派专人跟踪，设备并网验收时未认真细心验收，未发现此项隐患，暴露出项目现场管理人员专业方面技术力量薄弱。
（4）电站运行人员对设备的定期巡视检查工作未做到位，设备的巡视检查制度流于形式，未落实到位，在巡视设备时，只检查到设备外观是否完好、各供电回路指示灯是否正常， 未充分考虑由于长期连续降雨对设备稳定运行是否存在影响。
2.整改及防范措施
（1）组织电站运行人员对电站升压站、光伏区全部一二次设备进行全面检查，特别户外设备，检查有无设备受潮放电现象及隐患， 经排查未发现此类异常情况。
（2）根据电站年度检修计划，目前电站已正在采购共箱母线箱体内铜排绝缘护套，电站全停检修时进行安装，增加箱体内母线绝缘强度。
（3）由公司生产技术部牵头，与设计方进行对接，商讨将共箱母线更改为户外裸露式母线的可行性（加装绝缘护套），制定切实可行的技改方案，并实施改造，此项工作计划列入电站次年技改计划。
（4）在以后的运行工作中，电站将加强运行人员的培训教育、加强设备的巡视管理，加强隐患排查管理，连续天气变化后，须对电站全部设备进行隐患排查，必要时向调度申请停电检查柜内设备是否可靠、正常。
针对此次跳闸事件，电站已进行深刻总结，并对电站全部母线箱进行全面检查，检查柜内设备有无受潮放电现象，发现问题立即整改处理，杜绝此类事件再次发生。
论文作者:杨泽彪
论文发表刊物:《电力设备》2017年第28期
论文发表时间:2018/1/14
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