一起由铁磁谐振引起的变电站事故.docx

1、一起由铁磁谐振引起的变电站事故1 某变电站的事故过程某变电站有 150 mva 的三圈变压器 2 台，220 kv 出线 3 回，110 kv 出线9 回，110 kv 电气主接线为双母线。1997 年某日，该站的 2 条 110 kv 新出线投产及 1 条 110 kv 出线大修完毕欲试运行。启动前的运行方式如图 1 所示。空出 110kv段母线及 2 号主变准备对 3 条 110 kv 线路充电，母联开关处于冷备用，1 号主变接于段母线上带其余 110kv 出线供电。充电操作过程如下：电源通过 2 号主变对 110kv段母线、12pt、线路 wl1、wl2、wl3 充电；充电完成后，断开

2、3条线路及 2 号主变的断路器 102、105、108、109，以上 4 台断路器均处于热备用状态，12pt 刀闸没有拉开。1450，对侧 110 kv 甲站给 wl1 充电，准备用 12pt 与段母线的 11pt 核对相序。此时发现段母线电压表指针大幅摆动，ab、bc 间电压达 150kv 以上，12pt a 相的金属膨胀器盖弹出。切断 wl1 对侧 110kv 甲站开关后，决定停止其它启动操作，将 2 号主变的开关 102 转接至段母线备用， 操作顺序是先合 1021 刀闸后断 1022 刀闸。1530，合上 1021 刀闸时发现段母线电压表指针剧烈摆动，12pta 相爆炸起火， 立即手动

3、切断 1 号变 3 侧开关， 事故消除。 此次事故使 6 个 110 kv变电站失电。事故后检查发现：12pta 相内部线圈有短路，b、c 两相内部线圈的绝缘局部受损；12pt 上方架空线 b 相和 c 相有短路痕迹，烧了几只绝缘子；段母线避雷器的 b 相和 c 相计数器各动作 1 次；1 号主变 110kv 侧中性点接地软铜线熔断； 1 号主变的 101 断路器 b 相和 c 相油色变为碳黑， 1 号主变的零序过流保护和相间过流保护动作；故障录波仪动作；录取到过电压和故障电流。同时 6 个失电变电站的 7 台主变另序过流保护也动作。2 事故分析2.1 由对侧 110 kv 甲站给全长仅 8

4、km 的 wl1 充电，本站 105 处于热备用状态， 段母线电压表指示值为 1.4 倍额定电压， 12pta 相膨胀器盖弹出，可以证实有铁磁谐振过电压产生且 12pt a 相已损坏。其等效电路如图 2。图中：e 为 2 号变 110 kv 侧相电势，e为 110 kv 甲站电源相电势；c2、c5、c8、c9 为 sw4-110/1250 开关的均压电容 900pf；co 为段母线对地电容，大约 500pf；l 为 12pt 的电感，额定电压时 xl2.5m 健*由于线路对地的电容远大于 900pf，因此与 900pf 串联后仍约为 900pf。wl1 的对测 110kv 甲站开关未合时。所以

5、电路不会谐振。wl1 的对侧 110 kv 甲站开关合上时，在 2 号主变 110kv 侧与甲站供电的wl1 同相位时，开关 102、105 的母线侧可视为等电位，如图 2(b)。电路极易谐振，实际发生谐振且损坏了 12pta 相。2.2 由于 12pt a 相已损坏，用 1021 刀闸对段母线充电时，12pt a 相发生爆炸，a 相接地产生强大的单相短路电流，将 1 号主变 110 kv 侧中性点接地软铜线烧断。 110kv 系统中性点不接地， 1 号主变不向接地点供短路电流，a 相接地使 b、c 两相对地电压升高为线电压。与该站 110kv 相连的其它 6 个变电站 7 台主变的中性点接地

6、。7 台变压器的 b、c 相绕组承受线电压，其电压向量及磁通向量如图 3。外站 7 台主变向本站 12pta 相接地点供短路电流的流向如图 4。由于外站各主变的 a 相外部单相短路，过电流使本站段母线的 b、c 相电压也严重下降，b、c 两相绕组的电压值并没有升高，铁芯没有发生过饱和现象，受 a 相爆炸火球引起的 b、c 相架空线短路自行熄弧，因而只烧了几只绝缘子。最后由主变相间过流保护动作跳断路器 101。 1 号主变 110kv 侧中性点引线烧断， 使起动的零序电流保护返回。在烧断过程中，间歇电弧引起非故障相对地过电压，使 b、c 相避雷器放电间隙动作，计数器计数。3 结束语3.1 认识产生母线铁磁谐振的条件， 测试系统的各种运行参数， 以“定量”法判断母线是否安全，以“预防”法制定母线运行操作方式。3.2 母线铁磁谐振的电压幅值并不太大，且有零序电压，及时发现和处理一般不会损坏设备，因此可装设母线零序过电压的瞬时预告信号，以便运行人员及时发现。3.3 在母线充电倒闸操作过程中，若电源断路器由冷备用转热备用时母线产生铁磁谐振，则应立即将此断路器转运行以消除谐振。在母线停电倒闸操作过