变电典型事故、故障及缺陷案例

长沙供电段

牵引变电所全所停电故障案例长沙供电段李志坚长沙供电段典型事故、故障及缺陷案例变电典型事故、故障案例目录P“3.29”大托铺变电所全所停电情况汇报123“4.12”槐树下变电所全所停电故障的综合分析汇报“2.26”潭市变电所全所停电情况的分析汇报障长沙供电段典型事故、故障及缺陷案例

案例一：“2.26”潭市变电所全所停电情况的案例

故障概况一、概况2012年2月26日11：00分，潭市变电所1回1变运行时，1回进线电源瞬时失压，导致231、232、201A、201B、101跳闸，1011自动分闸；1021、101、201A、201B自动合闸，但1001合闸未到位，导致自投至2回1变后，馈线仍然无电，影响潭市变电所4条馈线供电。11：16分，潭市变电所屏控位操作切换至2回1变运行，恢复4条馈线供电，全所停电16分钟。

长沙供电段典型事故、故障及缺陷案例二、现场情况1、2012年2月26日11：00分，潭市变电所1回1变运行时，231、232、101、201A、201B跳闸，1011分闸，1021、101、201A、201B合闸，中央信号屏“110KV电源失压”、“自动装置动作”、“掉牌未复归”等光字牌亮牌，电笛响。2、11：02分，变电所值班员向长沙电调汇报本所开关跳闸及掉牌情况。3、11：03分，长沙电调核对、确认相关信息后，立即向集团电调汇报。4、11：05分，集团电调核对、确认相关信息后，立即询问行调的行车情况。长沙供电段典型事故、故障及缺陷案例5、11：07分，行调反映湘乡至棋梓桥区段接触网无电。6、11：08分，集团电调通知长沙电调湘乡至棋梓桥区段接触网无电。7、11：09分，长沙电调立即通知潭市变电所值班员到馈线验电。8、11：10分，潭市变电所值班员向长沙电调汇报，馈线验电确认无电。9、11：11分，长沙电调立即通知潭市变电所值班员巡视所内设备。10、11：13分，潭市变电所值班员巡视发现1001隔离开关合闸未到位，并立即向长沙电调汇报。长沙供电段典型事故、故障及缺陷案例11、11：14分，长沙电调立即向潭市变电所值班员下令：“潭市变电所屏控位分201A、201B、101后，合1001、101、201A、201B，并在馈线侧验电。”12、11：16分，潭市变电所值班人员按规定程序操作相应开关后，在本所211、212、213、214馈线隔离开关外侧验电确认4条馈线均有电，恢复4条馈线供电。13、11:20分,询问湘潭电业局，答复一路进线电源正常，另一路电源出现过跳闸，原因正在调查。长沙供电段典型事故、故障及缺陷案例三、原因调查及分析（一）潭市变电所基本情况的调查1、该所于1999年1月投运，至今已运行13年多。2、该所的自投装置、主变保护装置由诸多老式电磁型继电器组成，一个自投动作过程涉及到8台断路器、3台电动隔离开关和2台手动隔离开关及其控制保护回路的上百个接点，任何一个接点出现问题，均会导致某台开关不能正常动作，任何一台开关不能正常动作均会导致自投不成功。3、现该所运行中的继电器均为许继电气公司的产品。长沙供电段典型事故、故障及缺陷案例（二）自投不成功的调查及原因分析1、2011年6月18日，该所模拟1#、2#进线失压自投试验，试验自投均成功。2、2012年2月25日12：15分，电调下达302号自投试验命令，段技术科组织长沙变电检修、娄底维修车间对该所进行了主变模拟自投试验，试验自投成功；但因天窗点不够，模拟进线失压自投试验未能完成。3、经调查，发现1001GHJ（隔离开关合闸位置继电器）老化，状态不稳定。该继电器为许继电气公司生产，型号为DZY-210。长沙供电段典型事故、故障及缺陷案例4、对1001GHJ进一步检查、试验确认，由于该继电器的2#、10#常开接点间距过小（如附件1所示），造成其间歇性接触，使得作为1021、1001及1011合闸判据的UDJ（有电继电器）间歇性受电，即该继电器受电，自投逻辑就认定为1021、1001或1011合闸。同时，因断路器合闸速度远远快于隔离开关，导致由1回1变自投到2回1变时，101、201A、201B先于1001合闸，该断路器合闸后就立即闭锁了1001的合闸，因而出现了101、201A、201B合闸到位，而1001合闸不到位的现象。长沙供电段典型事故、故障及缺陷案例最终导致1回1变自投到2回1变后，馈线仍然无电（其主接线图如附件2所示）。5、因该继电器接点问题，使得自投时开关未能按正常程序投切，1001未能合到位；由于开关来回手动操作，导致了自投不成功后停电时间较长。长沙供电段典型事故、故障及缺陷案例附件1：1001GHJ照片该继电器为许继电气公司生产，为DZY-210型中间继电器其2#、10#接点间距过小长沙供电段典型事故、故障及缺陷案例附件2：潭市变电所主接线图长沙供电段典型事故、故障及缺陷案例案例二“4.12”槐树下变电所全所停电故障一、概况

2012年4月12日18:55分左右，郴州地区出现强雷电等极端恶劣天气，槐树下变电所1回1变运行。19:01分，1#110KV进线失压，自投至2回1变成功；19:04分，2#110KV进线失压，而此时1#110KV进线仍然处于失压状态，导致槐树下变电所全所停电。长沙供电段典型事故、故障及缺陷案例二、处理方式

19:22分，经确认1回带电，投入1回1变运行，因高压室多个支持瓷瓶闪络、击穿，201A、201B、101跳闸，全所再次停电；经变电抢修人员紧急处理后，于19:58分，成功投入1回2B运行，高压室母排带电；经巡视确认各设备运行无异常后，退出越区供电，于20:51分，全所馈线恢复正常供电。（18：55-19:58槐变发生的事情：1回1B2回1B全所停电投1回1B跳1B越区供电）长沙供电段典型事故、故障及缺陷案例三、现场情况1、19:01分，1#110KV进线失压，231、201A、201B、101跳闸，1011分闸，1021、1001、102、202A、202B合闸，自投至2回1变成功。2、19:04分，2#110KV进线失压，1#主变保护装置失压保护启动，201A、201B、101跳闸，而此时1#110KV进线仍然处于失压状态，因此，进线自投不会启动，最终导致槐树下变电所全所停电。3、19:11分，值班员确认1#进线来电，经过一小段时间观察后，于19:22：21秒，投入1回1变运行。4、19：20分，变电抢修人员赶到槐树下变电所。长沙供电段典型事故、故障及缺陷案例5、19:22:49.724毫秒，因高压室27.5KV母排有6个支持瓷瓶闪络、击穿（其中A相4个，B相2个），导致A相低压过流、高压侧三相低压过流保护动作，201A、201B、101跳闸，全所再次停电。6、19：24分，屏控分槐树下变电所211、2111、212、2121、214、2141（213开天窗未投入），准备越区供电。7、19：34分，由白石渡变电所通过良田分区所向槐树下变电所213、214供电臂越区供电；19：36分，由马田墟变电所通过街洞分区所向槐树下变电所211、212供电臂越区供电。8、19：40分，电调给点，变电抢修人员将闪络、击穿的支持瓷瓶敲碎，并确认高压室27.5KVA、B相母排脱离接地后，于19:58分，成功投入1回2B运行，高压室27.5KVA、B相母排带电。长沙供电段典型事故、故障及缺陷案例9、经现场抢修指挥负责人巡视确认槐树下变电所各设备运行无异常后，于20：20分，由槐树下变电所值班员向电调申请恢复各馈线供电。10、20：22分，长沙电调向集团电调申请退出越区供电，恢复槐树下变电所供电。11、20：46分，集团电调批准长沙电调退出越区供电，恢复槐树下变电所供电。12、20:51分，依次合上槐树下变电所2111、211、2121、212、2131、213、2141、214，各馈线送电成功，全所恢复正常供电。长沙供电段典型事故、故障及缺陷案例二、各开关操作及保护动作全过程1、2012年4月12日18:56分，槐树下变电所的运行方式如下：1回1B运行，213开V型天窗，232退出运行。2、自19:01分，槐树下变电所1#进线失压后，该所综合自动化装置详细记录了各开关及保护动作的全过程，具体情况如下：1回1变运行（1）19:01:09.455毫秒1#进线失压（1#主变测控）（2）19:01:10.174毫秒231（并补电容）欠压保护动作跳闸（3）19:01:13.163毫秒1#进线有压（4）19:01:23.065毫秒1#进线失压（5）19:01:23.085毫秒1#主变测控启动自投（6）19:01:23.164毫秒2#主变测控启动自投（7）19:01:23.264毫秒1#主变主保护失压出口

201A、201B、101跳闸（8）19:01:24.899毫秒1011分闸（9）19:01:29.811毫秒1021合闸、依次合1001、101、201A、201B。长沙供电段典型事故、故障及缺陷案例成功自投至2回1B运行。（10）19:04:12.402毫秒2#进线失压（2#主变测控）（11）19:04:16.034毫秒2#进线有压（2#主变测控）（12）19:04:16.084毫秒2#进线失压（2#主变测控）（13）19:04:19.791毫秒1#主变主保护失压出口

201A、201B、101跳闸全所停电（由于1#、2#进线均失压，1021未分闸，自投不会启动）（14）19:10:53.567毫秒2#进线有压（2#主变测控）长沙供电段典型事故、故障及缺陷案例

（15）19:10:53.604毫秒2#进线失压（2#主变测控）（16）19:11:47.535毫秒1#进线有压（1#主变测控）（17）19:14:29秒1#、2#主变遥控方式“当地位”（18）19:15:40.763毫秒屏控合102

（19）19:15:44.438毫秒102跳闸（2#主变主保护失压出口）（20）19:17:15.199毫秒屏控合101

（21）19:17:19.058毫秒101跳闸（1#主变主保护失压出口）（22）19:18:11.440毫秒撤除1#B自投（23）19:21:06.745毫秒屏控分1001

（24）19:21:32.560毫秒屏控分1021

（25）19:21:48.801毫秒屏控合1011长沙供电段典型事故、故障及缺陷案例（26）19:21:59.516毫秒屏控合101（27）19:22:19.907毫秒屏控合201B

（28）19:22:21.737毫秒，屏控合201A1回1B运行（29）19:22:49.724毫秒A相低压过流、高压侧三相低压过流产生（30）19:22:50.253毫秒1#进线失压（31）19:22:50.419毫秒201A跳闸（32）19:22:50.468毫秒1#进线有压（33）19:22:50.714毫秒201B跳闸、101跳闸全所停电（由于2#进线失压，1#B自投撤除，且程序设计三相低压过流保护不启动自投，因此自投不会启动）长沙供电段典型事故、故障及缺陷案例（34）19:24:15.798毫秒屏控分211、212、214馈线开关（213因开天窗未投入）。（35）19:58:01秒投入1回2变运行成功，高压室母排带电。（36）20:51:53秒依次合上211、212、213、214，各馈线送电成功，全所恢复正常供电。1回2变运行，全所恢复供电长沙供电段典型事故、故障及缺陷案例四、故障调查1、询问郴州电业局李宏得知，当时郴州电业局多座变电站及其供电线路处在重雷区，由于雷击跳闸，城槐线和高槐线（槐树下变电所的1#、2#110KV进线）多次强送，又多次跳闸。2、上述综合自动化记录的情况与电业局提供的信息相吻合。3、19:22分，201A、201B、101跳闸后，值班员巡视发现：在201A与2001GK间的A相母排（靠201A馈出侧）依次有4个支持瓷瓶有闪络痕迹，在2001GK上端、下端B相母排各有1个支持瓷瓶有闪络痕迹（如附件4所示）。4、巡视发现2BL（1#110KV进线B相）、7BL（1#主变中性点）均动作一次，其他高压设备、二次接线及继电保护设备无异常。长沙供电段典型事故、故障及缺陷案例5、4月13日，对1#B、13LH、15LH、9BL、11BL进行高压试验和继电保护试验13LH、15LH介损试验结果超标，其它各项试验结果均正常。6、4月14日，分别对高压室A、B相母排上的4台（13BL、14BL、18BL、20BL）避雷器及计数器进行了试验，各项试验结果均正常。长沙供电段典型事故、故障及缺陷案例五、故障分析1、操作过电压的概念：操作过电压是由于操作或故障情况下，引起系统的状态发生突然变化将出现从一种稳定状态转变为另一种稳定状态的过渡过程，在这个过程中可能对系统有危险的过电压；即操作过电压是由于电网内开关操作或故障跳闸引起的过电压。2、谐振过电压的概念及分类：电力系统中一些电感、电容元件在系统进行操作或发生故障时可形成各种振荡回路，在一定的能源作用下，会产生串联谐振现象，导致系统某些元件出现严重的过电压。谐振过电压分为线性谐振过电压、铁磁谐振过电压、参数谐振过电压三种。长沙供电段典型事故、故障及缺陷案例（1）线性谐振过电压是指谐振回路由不带铁芯的电感元件(如输电线路的电感,变压器的漏感)或励磁特性接近线性的带铁芯的电感元件(如消弧线圈)和系统中的电容构成共谐条件时，使系统产生谐振过电压。（2）铁磁谐振过电压也叫非线性谐振过电压，是指电力系统中的铁芯电感元件与电容元件构成共谐条件时，激发持续的铁磁谐振，使系统产生谐振过电压。铁磁谐振主要有以下三种类型：基波谐振（一相电压降低，另两相电压升高超过线电压；或两相电压降低，一相电压升高超过线电压，TV开口三角上有电压输出，发出接地信号）、高次谐波谐振（三相电压同时升高超过线电压）、分次谐波谐振（三相对地电压同时升高并做低频摆动）。铁磁谐振使得电流大大增加，电压超限，铁磁谐振过电压一般不会非常高，过电压幅值主要取决于铁芯电感的饱和程度；严重时将损坏设备绝缘，造成电压互感器保险熔断，或使避雷器爆长沙供电段典型事故、故障及缺陷案例炸，导致事故的进一步扩大。（3）参数谐振过电压是指由电感参数作周期性变化的电感元件(如凸极发电机的同步电抗在Xd～Xq间周期变化)和系统电容元件(如空载线路)组成回路,当参数配合时,通过电感的周期性变化,不断向谐振系统输送能量,造成参数谐振过电压。3、排除操作过电压的理由：从本次1#主变三相低压过流保护动作的情况来看，19:21秒，屏控合上101，19:22秒，屏控合上201B，19:22秒，屏控合上201A；而跳闸时间分别是：19:22秒，201A跳闸，19:22秒，201B跳闸、101跳闸。也就是说，101、201A、201B跳闸发生在其合闸后30秒左右；而操作过电压是一种暂态过程，持续时间很短，一般不会超过1秒，因此，可以排除操作过电压引起瓷瓶闪络、击穿。长沙供电段典型事故、故障及缺陷案例4、排除谐振过电压的理由：（1）线性谐振过电压和参数谐振过电压均是在系统正常运行的情况下产生过电压。线性谐振与运行状态如电流的大小等无关，主要是线路上的电感与电容达到共谐条件而形成谐振，可以排除。参数谐振过电压主要是针对发电侧，亦可排除。（2）从该供电系统各单元基本组成情况来看，1#主变的27.5KVA相、B相的供电臂长度分别为18.367km和24.69km，且211、212在街洞分区所闭环运行，213、214在良田分区所开环运行，213正停电开天窗；同时，A、B相并补电容器均退出运行；从故障波形来看，故障发生时，线路上没有负荷电流，没有电力机车在该供电区段运行，即线路参数不可能相同，而本所使用的Y-d11型变压器，其各相线圈的阻抗基本相等，A相、B相27.5KV母线电压互感器型号相同。可见，在1#主变不同的两相（即27.5KVA相、B相）同时发生铁磁谐振过电压的概率非常小。长沙供电段典型事故、故障及缺陷案例（3）铁磁谐振过电压主要是由于系统中电感元件因带有铁芯产生饱和现象，即电路过流而产生的过电压情况。如果是铁磁谐振，那么在未进入谐振状态之前电流是感性的，而在进入谐振状态之后，电流变为容性，从目前的故障报告和故障波形来看，并不具备这个特征。（4）从进线电压的记录来看，就在101、201A、201B跳闸发生的同时，19:22:50.253毫秒，综自显示1#进线失压（注：此时电业局变电站并未跳闸，只是因为槐树下变电所高压室支持瓷瓶闪络、击穿接地，母线电压低于进线失压整定值所致），19:22:50.468毫秒，综自显示1#进线有压（跳闸后，母线电压恢复），这个与三相低压过流跳闸的状态相吻合。即1#主变运行中，没有发生单相接地，没有发生过流，而是在过电压、瓷瓶闪络、击穿后才发生过电流；而谐振过电压表现为过电压、过电流同步发生。可见，谐振过电压基本可排除。长沙供电段典型事故、故障及缺陷案例（5）从101、201A、201B跳闸的波形来看，在保护启动前的40ms到保护启动时，1#主变压器高低侧的电压、电流均正常。在19:22:49:725毫秒α相单相低压过流保护启动时，α相电压伴随着α相电流增大而降低，具有外部接地短路故障的特征；在19:22:49:725毫秒α相单相低压过流保护启动时，β相电压、电流状态正常，直至19:22:50:224毫秒β相单相低压过流保护启动时，β相电压也是伴随着β相电流增大而降低，同样具有外部接地短路故障的特征。5、铁磁谐振参数的计算方法为了进一步分析铁磁谐振，需要建立铁磁谐振的数学模型，需要考虑到系统中的感性元件包括变压器、互感器及电抗器等数学模型，容性元件包括导线对地和相间电容、补偿电容器、高压设备的杂散电容，以及模拟在电流持续增大的情况下，系统是否存在铁磁谐振的可能性。可见，计算铁磁谐振参数的难度很大。长沙供电段典型事故、故障及缺陷案例6、判断为雷击的理由：（1）从避雷器的动作情况来看，1#110KV进线B相避雷器（2BL）动作了1次,1#主变中性点避雷器（7BL）动作了1次，可见，1#110KV电源线路遭受了雷击，并侵入变电所到达1#主变。（2）从本次闪络、击穿的瓷瓶数量来看，不同的两相（即A、B相）共有多达6个瓷瓶发生闪络、击穿；可见，能量很大，一般认为操作过电压的能量难以达到此量级。（3）咨询暨南大学刘博士、交大许继韩博士，他们都确认国内有专家做过仿真试验，论证了雷电波可以穿过变压器，进入其低压侧，相比而言，主变高压侧绝缘强度大大高于低压侧，而本次发生闪络、击穿的瓷瓶正好在主变低压侧出口附近。（4）从27.5KVβ相的电流波形来看，具有雷电波的典型特征。（5）从故障波形来看，保护启动前，该所α相、β相均无负荷电流，电压均正常。而从α相发生故障到β相发生故障，中间只间隔了498毫秒，说明α相、β相连续遭受雷击的可能性很大。7、综自保护装置工作状态的分析：（1）从故障报告分析，现场当时连续发生了两次长沙供电段典型事故、故障及缺陷案例故障且出现了叠加。首先发生的是低压侧α相故障，导致α相和高压侧ABC三相过电流启动，499ms时低压侧β相再次发生故障，导致β相过电流启动，701ms时，α相过电流达到延时条件后出口，跳开α相断路器，α相故障消失，α相过电流返回；此时β相故障依然存在，β相由于启动时刻较晚（499ms），没有达到出口延时条件，但β相故障导致高压侧过电流始终处于启动延时状态，1003ms时，高压侧过电流达到延时条件后出口，跳开高压侧及β相断路器，所有元件返回。（2）由于装置内部的故障录波只能记录故障前两个周波及故障后八个周波的数据，因此，装置内的故障录波只记录了α相发生故障时的部分波形，从波形分析第一次故障发生时α相电流增大，电压降低，β相电流电压都没有受到影响，α相电流波形为标准的正弦波，谐波含量不大，幅值与故障报告内的数据能够对应，说明装置内部运行正常。第二次故障的波形由于硬件资源所限无法记录，只能根据故障报告去还原故障过程。长沙供电段典型事故、故障及缺陷案例（3）对于连续发生的故障跳闸，故障报告记录的故障数据为第一次跳闸指令发出时的现场数据，因此本报告中记录的模拟量值是α相跳闸时的有效值。此时α相、β相及高压侧均有较大数值。综上所述，本次跳闸是装置在外部设备故障情况下的正常动作情况，综自保护装置工作状态无异常。六、故障处理2012年4月13日，对母排支持瓷瓶备品进行交流耐压试验合格后，于17:30分，申请越区供电，高压室停电后，更换了6个有闪络痕迹的27.5KV母排支持瓷瓶，并对高压室所有瓷瓶进行了一次全面清扫和检查，未发现异常现象。本次故障处理于18:40分完成。长沙供电段典型事故、故障及缺陷案例七、初步结论综上所述，得出以下初步结论：由于电业局两路110KV进线电源同时失压，导致变电所全所停电；在1#110KV进线电源恢复，槐树下变电所投入1回1变后，因1#主变压器27.5KV侧α相、β相连续遭受雷击，导致绝缘相对薄弱的6个支持瓷瓶发生闪络、击穿，造成1#主变压器α相单相低压过流保护、三相低压过流保护先后启动跳闸。长沙供电段典型事故、故障及缺陷案例“3.29”大托铺变电所全所停电案例一、概况3月29日23:04分，大托铺变电所一回一变运行时，自投装置动作，1014隔离开关合闸、101断路器、201A断路器、201B断路器、1011隔离开关跳闸，1021GK拒合，大托铺变电所全所停电。23：05分值班员确认两路进线均未失压，并对所内设备进行巡视。按电调要求对进线进行验电确认进线有电。23：09值班员根据供电调度命令合1011隔离开关、101断路器、201A断路器、201B断路器，分1014隔离开关。23:14分，变电所经过验电和相关倒闸投入一回一变运行成功。二、现场情况23:52分查询长沙电调调度系统的远动