母线失压的故障原因和措施

1、故障情况介绍

　　2005年3月10日，湖北荆门地区大风、强降温天气，从气象局气象资料获知极大风速达19.4米/秒。23时50分，枣山变主控制室事故音响喇叭、警铃响，220kv母差保护动作,220KV母差保护屏“Ⅱ母差动”、“Ⅱ母复归延时动作”等信号灯亮，荆枣一回枣07、母联枣08、＃2主变高压侧枣05开关跳闸，＃2母线停电。

　　经现场检查，220KV＃2母线A相避雷器从基座瓷瓶上阀兰处断裂掉落地面，互02B相PT压力膨胀器膨胀，B相避雷器动作一次。

　　2、故障前运行方式及事故损失情况

　　故障前220kV系统运行方式：荆枣一回枣07开关、荆枣二回枣09开关分别送220KV＃2、＃1母线，220KV母联枣08开关联络运行，江枣线枣01开关接＃1母线送线路。枣02开关供＃1主变，枣05开关供＃2主变

事故前站内220kV系统一次接线简图：

　　3、故障过程及保护动作分析

　　从枣08开关保护故障录波图分析看出，本次事故分两个过程：

　　3.123时49分52秒，互02PTA相避雷器从基座瓷瓶上阀兰处断裂掉落地面，A相长久性接地，母差保护启动，经47ms切除枣08、枣07、枣05开关，＃2母线失压。母差保护动作正确。同时，将枣07开关收发讯机停讯，对侧荆13开关高频零序保护动作跳A相，经0.8s重合成功，保护动作正确。本站采用南自厂HMZ－101（D）母线保护，荆13开关采用WXH-11＋CKJ-1线路保护,事故后各级保护动作正确，未造成事故范围扩大。

　　3.2母线失压后出现铁磁谐振现象[1]，出现谐振过电压，电压波形畸变，持续12.5s以后（因故障录波图只能记录此时间段），83msB相电压达*大值233.4KV,为相电压1.83倍；C相电压为120KV，略低于相电压;A相因接地，电压接近为零。B相过电压导致B相PT铁芯饱和而严重过热损坏，PT压力膨胀器冲顶，B相避雷器动作。

　　4、事故原因分析

　　4.1220KV互02PTA相避雷器从基座瓷瓶上阀兰处断裂是此次发生事故的直接原因。该避雷器型号为Y10W5－200/520型，河南金冠王码信息产业股份有限公司避雷器事业部（原南阳氧化锌避雷器厂）生产，94年4月出厂，当年12月投入运行，使用醴陵电瓷厂H85中强度瓷瓶，抗弯强度8000N。经与河南金冠王码信息产业股份有限公司（原南阳氧化锌避雷器厂）初步分析，认为本次底座瓷套折断为产品质量原因。该类避雷器93年至96年期间均采用湖南醴陵电瓷厂的瓷套，为中强度瓷，抗弯强度8000N。据了解，该公司93年开始生产220kV氧化锌避雷器，目前已生产110kV、220kV避雷器约4万只，共发生类似枣山的底座瓷套折断事故4起，在浙江因台风、在河南新乡因恶劣天气大风各发生一次。

　　4.2发生谐振过电压是造成B相PT损坏的原因。＃2PT为JDCF-220型电磁型互感器，湖南衡阳互感器厂生产，94年9月出厂，当年12月投入运行。在故障切除＃2母线时，＃2主变失去接地中性点，因开关断口均压电容、母线对地电容的存在，引起谐振现象[2]，B、C相电压升高。荆枣一回线路重合成功后，经枣07开关断口电容对母线充电，使谐振过电压持续12.5s以后，因此B、C相一直存在高电压。

 
　　5、采取的措施和建议

　　5.1更换避雷器。金冠王码公司避雷器事业部自98年开始改进底座，新更换避雷器改进性能主要在底座支撑和瓷套，新底座为钢板4柱式结构。瓷垫为陕西飞机修造厂生产的高强度瓷，抗弯强度13000N；瓷套为河南长葛电瓷厂生产的高强度瓷，抗弯强度15000N。

　　5.2请有关技术鉴定部门对折断瓷瓶做鉴定，对＃1母线避雷器等同批次瓷套分析鉴定，根据结果决定是否更换，同时开展对瓷套的定期超声波探伤检测（根据厂家意见，此类瓷套可以做检测）。

　　5.3 建议在条件允许的情况下，进行技术改造，更换电压互感器为电容式电压互感器（CVT）。

　　5.4 在更换电压互感器之前，在枣山变电站加装BX220型变电站消谐装置。

　　设备损失情况：3月11日，对B相PT油色谱分析结果为总烃为20445.9μl/l，其中CH4 5892.7μl/l、C2H67867.11μl/l 、C2H4 6611.11μl/l 、C2H2 75.1μl/l，H2为6557.86μl/l，CO为23985μl/l，CO2为128371.04μl/l。各注意值均严重超标，经三比值计算判断为内部高热故障。C相PT油色谱分析结果各气体组分含量均在正常范围内，但总烃与上次值比较增长较快。A相避雷器损坏。