避雷器導致變壓器損壞事故

避雷器導致變壓器損壞事故由于受惡劣天氣的影響，導致新疆石河子110kV、35kV系統(tǒng)不同程度的解網(wǎng)，電網(wǎng)負荷從322MVA迅速降至270MVA，紅山嘴電廠13臺機組甩負荷達60MW，整個電網(wǎng)產(chǎn)生較大的波動。石河子電力調(diào)度所進行調(diào)整負荷時，又使35kV系統(tǒng)局部產(chǎn)生諧振，諧振過電壓導致石河子110kV城東樞紐變電站35kV4＃出線〔雙電源線路〕C相避雷器炸裂，A、B兩相絕緣擊穿。避雷器安裝在斷路器與線路側(cè)TA之間，從而導致35kV短路，致使110kV城東變電站40MVA變壓器中壓側(cè)。后備保護和重瓦斯保護同時動作，主變壓器的內(nèi)部繞組因通過較大的短路電流而嚴重變形，退出運行需返廠檢修處理。1石河子電網(wǎng)結(jié)構(gòu)石河子電網(wǎng)是以110kV電壓等級為主網(wǎng)的供電網(wǎng)絡，市區(qū)以110kV城東變電站、城北變電站、城西變電站和城中變電站構(gòu)成內(nèi)環(huán)網(wǎng)供電系統(tǒng)；郊外以110kV桃園變電站、新安變電站、下野地變電站、泉水地變電站構(gòu)成外環(huán)網(wǎng)供電網(wǎng)絡。電網(wǎng)中水、火、熱三電并舉，110kV變電站〔升壓站〕13座、35kV變電站10座，其中110kV城東變電站是石河子電網(wǎng)內(nèi)外環(huán)網(wǎng)供電的樞紐、多電源連接的中心，同時又是和新疆瑪納斯火力發(fā)電廠110kV雙回路的連接點，發(fā)電裝機總?cè)萘窟_350MVA。2運行方式110kV城東變電站：110kV瑪東I、II線〔電源〕，三東線〔電源〕、軍東線、東北線〔電源〕、東泉線、東西線在運行中，1#主變壓器在110kVI段母線上、2#主變壓器在110kVII段母線上運行。2#主變壓器110kV中性點112D接地運行。35kV五東線〔電源〕，東熱I、II線〔電源〕及35kVI、II段母線在運行狀態(tài)，2＃變壓器35kV側(cè)中性點352XD消弧線圈接地運行。10kV14條出線分別在10kVI、II、III、VI段母線上運行，均為無電源饋線。3事故經(jīng)過2005年8月22日22時40分左右，天空烏云密布，雷電交加，并伴有6～7級大風，23時04分，110kV城東變電站后臺發(fā)出事故音響，110kV三東線〔電源線〕零序II段保護動作，斷路器跳閘，與此同時網(wǎng)內(nèi)的另一條110kV輸電線路三紫線發(fā)生C相瞬間接地故障，保護裝置動作，但斷路器并未跳閘，紅山嘴電廠二級水電站3＃、4＃機強勵磁動作，有功輸出瞬間降至零。三級水電站一條35kV饋電線路，110kV條饋電線路，10kV2條饋電線路相繼跳閘，2＃、3＃發(fā)電機組滅磁斷路器跳閘，三級站110kVI段復合電壓閉鎖過電流保護動作，2＃主變壓器差動保護動作、35kVII段單相接地信號發(fā)出，110kVII段零序過電流保護動作，110kV三紫線、110kV三東線相繼跳閘，三級水電站1＃主變壓器高壓側(cè)斷路器跳閘，2＃主變壓器高、中、低三側(cè)斷路器均跳閘，四級水電站1＃、4＃機全部甩負荷。23時06分110kV城東變電站35kV母線失壓，1＃變壓器重瓦斯保護動作、三側(cè)斷路器，1＃變壓器中后備〔復合電壓閉鎖過電流〕保護動作，35kV母聯(lián)過電流保護動作跳閘，35kV五東線〔電源〕距離Ⅲ段保護動作跳閘。上述線路斷路器在較短的時間內(nèi)相繼跳閘，使電網(wǎng)的穩(wěn)定與平衡遭到嚴重的破壞，導致了局部諧振過電壓和操作過電壓的發(fā)生。經(jīng)檢查110kV城東變電站1＃主變壓器中壓側(cè)線圈絕緣損壞，35kV五東線避雷器一相炸裂，其余兩相絕緣擊穿，且五東線斷路器柜內(nèi)母線嚴重損壞，其穿墻套管擊穿、斷路器瓷質(zhì)絕緣炸裂。4事故分析8月22日惡劣氣候?qū)е?10kV、35kV多條線路相繼跳閘，電網(wǎng)的穩(wěn)定性遭到嚴重的破壞、導致了35kV系統(tǒng)局部諧振過電壓和操作過電壓的發(fā)生，35kV五東線金屬氧化物避雷器一相炸裂、兩相絕緣擊穿。即TA采集不到避雷器兩相絕緣擊穿造成的短路電流，線路斷路器不能跳閘，此時相當于35kV母線短路，由于短路點接近于主變壓器35kV側(cè)出口處，且主變壓器容量較大，內(nèi)阻抗較小。中壓側(cè)出口處的短路將產(chǎn)生較大的短路電流，由此而產(chǎn)生的熱效應和機械的電動效應使主變壓器內(nèi)部的35kV繞組嚴重發(fā)熱、變形，直接導致絕緣擊穿而無法使用。35kV系統(tǒng)內(nèi)部過電壓引起避雷器動作后，造成工頻續(xù)流不能及時有效地被截止，導致嚴重的近距離短路，從而使40MVA三繞組變壓器嚴重損壞。避雷器的安裝位置不正確，按制定規(guī)程要求，避雷器應安裝在斷路器線路側(cè)，即TA的線路側(cè)較為合理，而實際上由于該出線是電纜出線，線路側(cè)安裝避雷器受空間位置限制，不能將避雷器安裝在斷路器與TA之間。這就導致了系統(tǒng)過電壓避雷器動作擊穿，TA采集不到故障電流，線路斷路器不能迅速有效地將短路故障點切除。此時只有靠主變壓器后備保護動作切除短路故障，相對延長了短路電流被切除的時間，大大惡化了主變壓器的運行環(huán)境，是導致主變壓器線圈損壞的又一重要原因。金屬氧化物避雷器在制造過程中存在缺陷，工作性能不穩(wěn)定，系統(tǒng)過電壓時，壓敏電阻的阻抗迅速降低，該電阻經(jīng)高電壓和大電流后，壓敏電阻在電流熱效應的作用下，分子結(jié)構(gòu)發(fā)生變化、體積膨脹，使其炸裂，原子核束縛電子的能力大為減弱，物理性能發(fā)生了不可逆轉(zhuǎn)的改變，即在承受工頻電壓時，也不能有效地將其阻值恢復，從而造成永久性短路故障的發(fā)生，也是造成這一事故的重要原因之一。網(wǎng)絡中抵抗自然破壞的能力太弱，線路廊道樹木較多，得不到及時修剪或修剪困難，碰到刮風下雨的惡劣氣候，電網(wǎng)都會遭受不同程度的沖擊，是引發(fā)系統(tǒng)過電壓事故的根本原因。5防范措施從技術(shù)、人力、財力提升電網(wǎng)抵抗外力破壞和抗風險的能力，排除一切困難及時清除線路廊道內(nèi)，有礙線路安全運行的一切障礙，消除發(fā)生事故的一切隱患和根源。關(guān)于小電流接地系統(tǒng)，要采用有效的技術(shù)措施，防止發(fā)生單相接地時造成諧振過電壓而引起配電裝置絕緣擊穿，構(gòu)成變壓器出口近距離短路的惡性事故的發(fā)生。可采用的措施是：在相應的電壓互感器二次開口三角加裝微電腦控制的電子消諧裝置。在電壓互感器一次中性點，對地加裝小電阻或非線性消諧電阻。對電容電流超過規(guī)程標準，加裝自動調(diào)諧消弧線圈。通過有效的技術(shù)手段，可避免諧振過電壓的發(fā)生。調(diào)整避雷器的安裝位置，將避雷器由斷路器的上側(cè)調(diào)整到斷路器的下側(cè)安裝，假設柜內(nèi)