关于一起10kV母线PT柜烧毁的故障分析

关于一起10kV母线PT柜烧毁的故障分析

李绍金

国网漳州供电公司福建省漳州市363000

摘要：文章针对近期某110kV变电站内发生一起10kVⅠ段母线PT柜放电烧毁故障展开分析，首先对故障发生前的运行方式、现场情况进行了详细介绍；然后，介绍故障发生时现场的情况。最后，根据现场实际情况，分别从变电一次检修方面和二次保护专业方面，对故障发生的原因进行了详细分析，并针对此故障指出了今后的防范措施。

关键词：10kV母线PT柜；手车刀闸；母线室；断路器室

一、事件情况

2016年11月19日16时13分某某变#1主变低后备保护复压过流Ⅳ、Ⅴ段保护动作，闭锁10kV分段备投，跳开#1主变低压侧901开关，导致10kVⅠ段母线失压。

二、故障前运行方式

#1主变与#2主变分列运行，10千伏Ⅰ、Ⅱ段母线分别由#1、#2主变供电，10千伏母分99M开关备自投保护投入。

三、现场检查情况

3.1、现场检查情况

检修人员到现场待做好安全措施后，经检查发现，10kVⅠ段母线PT及避雷器9174手车刀闸柜和10kV#1电容器915开关柜的仪表室、断路器室烧毁严重。打开10kVⅠ段母线PT及避雷器9174手车刀闸柜和10kV#1电容器915开关柜的所有柜门，发现10kVⅠ段母线PT及避雷器9174手车刀闸柜和10kV#1电容器915开关柜仪表室二次设备和二次控缆全部烧毁（图1、图2）。

图1图2

现场观察发现10kVⅠ段母线PT及避雷器9174手车刀闸柜和10kV#1电容器915开关柜后柜门都没有出现凸起变形的情况。打开10kV#1电容器915开关柜后柜门后发现CT、出线电缆都完好，没有被烧焦，只覆盖了一层燃烧后灰尘。

打开10kVⅠ段母线PT及避雷器9174手车刀闸柜和10kV#1电容器915开关柜后柜门，发现PT及避雷器9174手车刀闸柜断路器室后封板有明显遭受高温的情况，9174后封板表面有出现放电的斑点、拉出PT手车后发现PT柜内部A相侧有放电点(图3)。

图3PT柜放电

手车本体拉出后发现本体上A相支撑绝缘子比其他两项烧毁严重(图4)

图4PT手车本体内A相接触头已掉落

从现场图片可以看出10kVⅠ段母线PT及避雷器9174手车刀闸本体，A相PT烧毁较为严重。

3.1、二次部分检查

从保护装置动作报文可以看到#1主变低后备保护复压过流Ⅳ、Ⅴ段保护动作，后台及600报文分析，2016年11月19日15时32分23秒开始，某某变出现10kVⅠ母接地，#1主变低后备保护复压频繁动作复归，持续时间至14时13分19秒，#1主变.低后备保护RCS9682B.复压过流Ⅳ段动作，隔离故障。

10千伏Ⅰ段母线电压的曲线具体如下：15时35分10千伏Ⅰ段母线A/B/C三相相电压由5.99千伏瞬时上升至7千伏，到15时45分下降至6.45千伏开始波动，持续至15时55分，电压再次降至0（图5、6、7）；15时35分零序电压上升至12.4伏（图8）。

图611月19日10kVⅠ段母线B相电压曲线图

图811月19日10kVⅠ段母线零序电压曲线图

四、原因分析

现场设备情况10kVⅠ段母线PT及避雷器9174手车刀闸柜型号：KYN44-12-043，厂家：福州天一同益电气有限公司，出厂日期：2012年04月，投运日期：2013年02月。

10kV#1电容器915开关柜型号：KYN44-12-006，厂家：福州天一同益电气有限公司，出厂日期：2012年04月，投运日期：2013年02月。

图910kVⅠ段母线PT柜剖面图

1、根据监控系统[1]采集到的信号，15时32分报“10kVⅠ段母线失地”，另从电压遥测数据分析，15时35分出现零序电压3U0突然升高，可以初步判断本次PT爆炸是由PT失地引起。

2、在10kVⅠ段母线PT柜爆炸这段时间内，变电站内没有其它操作，可以排除由于操作过电压[2]引起PT故障的可能。

3、从10kVⅠ段母线负荷分布看没有工业用电负荷，大部分为居民用电，若由谐波影响PT铁芯发生饱和，PT三相熔丝应先熔断，不会引起PT爆炸。

图1010kVⅠ段母线PT柜内部构造示意图

4、根据其结构和现在实际情况表面，PT放置在手车上，柜内空间不足再加上PT接线柱位置到后挡板的距离才12.5cm，由于有接线柱和熔丝接线夹，那实际到后挡板的距离就只有9.5cm，造成某某变10kVⅠ段母线PT及避雷器9174手车刀闸柜PT烧毁的直接原因。根据以上电压分析导致10kVⅠ段母线PT及避雷器9174手车刀闸上A相PT接线柱位置对开关柜后挡板放电，从图6中可以看出A相对地放电，系统发生A相单相间歇电弧接地时引起工频谐振导致出现过电压，使得10kVⅠ段母线电压突然升高，使电压互感器的铁芯饱和，励磁电流急剧增加，引起PT弧光短路烧坏互感器，最后导致电压熔丝熔断，造成主变保护动作，主变低压侧跳闸。后台报10kVⅠ母接地信号，在15时55分PT三相熔丝熔断，由于弧光无法自动熄灭，A相持续放电，在16时13分引起母线三相短路，造成某某变10kVⅠ段母线PT及避雷器9174手车刀闸柜PT烧毁，#1主变低后备动作隔离电源点。

六、防范措施

1、加大新设备的验收力度[3]，特别是验收母线PT时，严格把关，保证新PT设备采用全绝缘的PT并将PT放置在电缆层室，并保证10kV开关柜的安全距离大于12.5cm。

2、加强县公司运维人员的技术培训，并制定相关的带电检测计划，定期对设备进行检测跟踪，能够及时发现设备缺陷[4]。

3、对现有该类型的PT柜进行排查改造，设计相应的改造方案，尽早将该类型的PT柜进行改造，杜绝该类型的事故重复发生。

参考文献

[1]基于高压开关柜常见故障和改进对策的分析[J].全光荣.通讯世界.2014(20)

[2]高压开关柜绝缘事故分析与风险防范[J].安全喜.信息通信.2014(02)

[3]6kV高压开关柜改造[J].张晓峰.有色设备.2013(06)

[4]6KV高压开关柜事故原因分析及对策[J].谢韩敏.电子制作.2013(23)