锦山变电站高压开关室弧光短路暨1#主变烧毁事故的原因与分析.doc

锦山变电站高压开关室弧光短路暨1＃主变烧毁事故的原因与分析1＃主变烧毁事故的原因与分析第一部分事故经过2002年8月22日下午，锦山地区下起了暴雨，变电站上空电闪雷鸣。19时09分，10千伏大牛群线5334开关速断保护动作跳闸，未强送。19时11分，10千伏龙山线5336开关速断保护动作跳闸，未强送。19时17分，10千伏锦工甲线5331开关过流、速断保护动作跳闸，未强送。19时20分，66千伏西锦线5316开关速断保护动作跳闸，未强送。19时21分，66千伏锦十线5314开关速断保护动作跳闸，未强送。19时21分，10千伏锦农线5337开关过流、速断保护动作跳闸，未强送。19时24分，变电站上空出现了继续不断雷电闪光并伴随着阵阵雷声，立即10千伏高压开关室内发生了弧光短路，继续了数秒钟后，赤一变339开关跳闸，锦山变电站失压弧光同时熄灭。0.5秒后，赤一变339开关自动重合闸成功，变电站的电源恢复。事后查出，发生弧光短路的位置在：10千伏火葬场线5333甲刀闸电源侧的触头与10千伏C相母线之间。19时25分，10千伏火葬场线5333开关速断保护动作跳闸，未强送。值班员依据当时的状况马上采用紧急措施：拉开10千伏101站线5335开关；拉开10千伏锦工乙线5338开关；拉开2#主变10千伏进线5322开关。此时，变电站除10千伏1＃主变进线开关在合位，其余的10千伏各出线开关和2#主变10千伏进线开关均在开位。19时28分，当变电站上空出现更激烈的雷电闪光并传来震耳的雷声时，火葬场线5333甲刀闸电源侧的静触头与10千伏C相母线之间，再一次发生了弧光短路。立即，1＃主变瓦斯继电器动作，轻瓦斯信号继电器掉牌，1＃主变过流保护动作跳闸；次日早5时20分左右，值班员检查66千伏高压开关场，发现66千伏避雷器B相记录器动作一次。经有关人员检测，1＃主变二次对地绝缘击穿。第二部分发生事故的原因分析第一次弧光短路的原因与分析锦山变电站10千伏侧全部为“两线一地〞的供电方式，主变采纳B相接地，接地点就在主变B相的输出端。但是，10千伏母线均按三相敷设，而且10千伏各出线都有一段长度不等架空的“假三线〞(架空的B相并不带电)。当出线的甲、乙刀闸及开关都在合位时，架空的“假〞B相线实际上等同于一条避雷线〔架空地线〕。由于地形所致，10千伏各出线的通道都在变电站的后山上，地势较高〔其中：龙山线、大牛群线、火葬场线和101站线尤为特别〕，所以遭受雷击的频率高。因此，应在变电站10千伏出线端架空的“假〞B相装设避雷器，或者在出线端将架空的“假〞B相与室内母线断开，并引至站外设独立接地装置接地。可是，该变电站10千伏各出线架空的〞假〞B相既没有装设避雷器，也没与室内的母线断开。所以在19时24分，当雷直接击中或间接击中正在运行中的某一10千伏出线的“假〞B相时，雷电流波沿架空导线→出线乙刀闸→出线开关→出线甲刀闸→10千伏母线→接地装置流入大地。当雷电流通过以上导体流入大地时产生了很高的电压降，因此就形成了雷电过电压。由于火葬场5333甲刀闸电源侧的触头与C相母线之间的距离稍小些〔此距离符合规程要求，只是与其它同一位置的距离相比稍小些〕，此间的大气耐压值〔绝缘强度〕低于雷电过电压值，从而导致了弧光短路。其物理过程：首先是5333甲刀闸电源侧的B相触头与C相母线之间发生气体放电，在很高的雷电电压波的作用下，立即形成了两相弧光短路，并迅速扩展为三相弧光短路。直到赤一变339开关跳闸后，变电站失压弧光才熄灭。通过事故记录和事故现象以及上述的分析，可以确定：雷直接击中10千伏架空未装设避雷器的“假〞B相导线、雷电流波的峰值高以及该变电站接地装置的接地电阻偏大，是造成雷电过电压并引发第一次弧光短路的直接原因。第二次弧光短路的原因分析19时28分，因雷击而引发的第二次弧光短路,是由于66千伏线路的B相落雷而绝非10千伏出线的“假〞B相落雷。因为，事故时仅有1＃主变进线的甲、乙刀闸和开关在合位，而其余的开关均在开位，所以不可能是10千伏出线落雷，只能是66千伏线路落雷。通过66千伏避雷器B相记录器的落雷记录也可证实这一点。同样是雷击引发了弧光短路，但是其物理过程和结果却大相径庭。分析第二次雷击并引发弧光短路的原因及物理过程：雷直接击中66千伏线路的B相导线，雷电流波沿导线→进线甲刀闸→进线开关→进线乙刀闸→66千伏母线→避雷器内部间隙→避雷器内部非线性电阻元件〔又称阀片〕→接地装置流入大地。66千伏避雷器间隙击穿放电电压〔工频放电电压〕的有效值为140～173千伏；冲击电流经阀片流入大地所产生的电压降〔又称为残压〕，其峰值高达227千伏。由于66千伏设备的冲击耐压值高于66千伏避雷器残压的峰值，所以设备得以保护。可是这一残压峰值却大大高于10千伏设备的冲击耐压值。关