单相接地引起电压互感器烧毁事故分析

电力18讯：    
陕西省地方电力（集团）公司  王晓蓉 唐睿  

1 事故经过

2007年3月，陕西某35kV变电站发生10kV电压互感器烧毁事故，造成全站停电。该35kV变电站处于电网末端，属中性点不接地系统。事故前单台主变压器带10kVI段母线运行。事后检查，10kVI母TV柜烧损，A，B相熔断器熔断，避雷器相间电弧击穿；101断路器柜B相避雷器爆炸。

2 事故原因分析

事故的直接原因是166线路运行中，发生单相间歇性接地故障，事故当天天气不好，刮大风，造成了线路B相间歇性接地。

由于10kV线路发生间歇性单相弧光接地，A、C相对地电压突然升高，使得电磁式电压互感器两相励磁电流突然增大而发生饱和，中性点发生位移，产生了严重的铁磁谐振过电压，过电压引起TV柜相间放电击穿，发生电弧短路，并对外壳放电，引起三相短路接地故障，从而烧坏TV柜。

在中性点不接地的配电网中，由于中性点对地是绝缘的，故对地电容较小的配电网络，很易由电磁式电压互感器引起铁磁谐振，当发生单相稳定接地时，另两相电压升至线电压。但发生间歇性的弧光接地时，在第一次弧光接地消失后引起铁磁谐振，而第二次弧光接地是在网络有谐振过电压的情况下发生，则引起暂态过电压超过3.0倍额定电压的几率就比较大，特别是在小电容配电网络中，因断线故障或配电变压器高压绕组发生一点接地故障，引起严重的工频铁磁谐振情况下，网络中一相在近3.0倍额定电压或以上的工频铁磁谐振过电压作用下，击穿一点绝缘而发生单相弧光接地时，就能引起超过4.0倍额定电压的严重弧光接地过电压。

由于10kV线路故障，造成10kV TV柜内三相短路，引起主变压器后备保护动作跳闸。事故后巡线检查，发现166线路末端有短路点，其到变电站距离约4.45km。

101断路器柜中B相避雷器的爆炸烧坏，是由于当天下午166线路发生间歇性单相弧光接地故障时，产生的铁磁谐振过电压，不仅造成TV柜相间短路烧坏故障，同时对101断路器柜中B相避雷器也造成了损伤，但没有完全损坏，晚上送电时，B相缺陷发展，引起爆炸，造成主变压器差动范围内三相电流不平衡，引起比率差动A、B、C相同时动作，差速动A、B、C相同时动作。

3 防范措施

3.1 为防止TV铁磁谐振，应采用以下技术措施

・将母线电磁式电压互感器更换为电容式电压互感器，电容式电压互感器对地呈现容性，从根本上失去了谐振的基础，从而防止了铁磁谐振现象的发生。

・给电磁式电压互感器加装消谐器，或在TV开口绕组端接二次消谐装置。

在10kV配电网中，若网络对地电容较小，由网络中的TV组数和网络对地电容进行估算，有可能发生铁磁谐振时，则应采取将高压中性点经电阻接地。

3.2 运行单位应加强新投运设备的检查

投运前TV应进行V-A特性试验，按国家电网公司18项反措的要求，三相TV的V-A特性应一致，并在1.9倍额定相电压下，电流不饱和。这样在系统发生故障时，可有效的减少发生谐振的可能。

做好金属氧化物避雷器的验收。事故中10kV金属氧化物避雷器内腔全部闪络，阀片炸裂，外层合成套烧伤。明显表现为避雷器通流能力不足。通流能力不足可从两个方面分析，一方面是避雷器通流能力能满足国家标准的要求，而不能满足系统铁磁谐振的要求；另一方面是避雷器生产厂家繁多，个别厂家生产质量低下，通流能力不足，系统电压稍有波动，自身先坏。而用户又无手段检查避雷器通流能力，所以只有通过订购质量好的金属氧化物避雷器，来保证避雷器运行。

3.3 提高运行人员处理事故的能力

发生事故后，仔细检查相关的设备，必要时要通过试验进行判断；在查清原因的前提下，进行必要的修复处理，再进行恢复运行操作，这样才能确保及时安全恢复运行，避免事故扩大。

3.4 根据运行经验，应考虑加装消弧线圈

根据运行经验，当10kV系统电容电流达到10A左右时，应考虑加装消弧线圈，并将消弧线圈处于过补偿运行。使系统单相接地时，短路点的电流不超过5～10A。保证系统发生单相接地时，电弧可以自熄，可有效地降低弧光接地过电压，减少因出线短路，而引起烧间隔的事故。