黄理丹
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摘要：本文阐述了一起10kV系统发生接地故障，引起不接地系统发生铁磁谐振，导致变电站母线PT烧毁的事故。通过对电压波形中谐波的分析及PT烧毁情况的调查，找出事故原因并采取相应措施。
关键词：不接地系统；铁磁谐振；PT烧毁
一、故障简况
1、故障及恢复情况
某日01时03分38秒，某变电站10kV 612线路发生C相单相接地故障，约3分57秒接地故障消失，3分59秒再次发生单相接地故障。10kV I段母线电压波形发生明显畸变；14分24秒396毫秒10kV I母PT发生BC相间短路，10ms后发展为ABC三相短路故障。14分25秒822毫秒，#1主变低后备复压过流1时限正确动作跳母联，26秒122毫秒，2时限正确动作跳开低压侧66A开关，10kV I母失压，故障点隔离。
2、故障设备概况
10kVⅠ段母线PT型号：JDZX9-10，为大连北方互感器集团有限公司生产，10kVⅠ段母线PT6014手车刀闸型号：YPTC-12，为福州亿力电器设备有限公司生产，额定电压12kV，额定电流2500A，动稳定电流80kA，热稳定电流31.5kA，户内布置。2009年03月01日出厂，2009年06月26日投运，已运行11年。该变电站10kV使用的是二次消谐装置。查PMS系统，2020年例行及迎峰度夏期间开展的开关柜地电波带电检测均正常；上次例行检修时间为2016年，检修试验结果均正常。
二、故障经过及影响
1、继电保护动作情况
主变保护1动作情况：
01:14:24.396 保护启动
1426ms 复压过流I1出口
1426ms 复压过流II1出口
1725ms 复压过流I2出口
1725ms 复压过流II2出口
主变保护2动作情况类似。
2、故障波形分析
01时03分38秒，该变电站10kV I段系统发生C相单相接地故障，波形如下图所示。C相电压降低，有效值约12.274V；A、B相电压升高，有效值约96.617V。
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约03分59秒 10kV I段母线三相电压发生明显畸变，经录波软件分析，三相电压均有明显谐波分量，以二、三次谐
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14分24秒396毫秒 I母PT发生BC相间短路故障，10ms后发展成ABC三相短路接地故障。最大二次故障电流（有效值）约3.3A，CT变比3000/1，折算一次故障电流9.9kA；#1主变低压侧额定电流4948.7A，未超过3倍。
14分25秒822毫秒，#1主变电量保护1及电量保护2的低后备复压过流1时限（延时1.7秒）正确动作跳母联（定值：1.0A），26秒122毫秒，2时限正确动作跳开低压侧66A开关，10kV I母失压，故障点隔离。
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3、一次设备检查情况
（1）一次设备外观检查
初步检查，10kV开关柜室10kVⅠ段母线PT6014柜外观无异常现象。
（2）详细检查情况
进一步检查10kVⅠ段母线PT6014柜，发现手车室左右侧封板均被电弧击穿，孔洞大小约为5*20cm。
对PT手车电压互感器、避雷器、熔丝检查发现，B相电压互感器外观有爆破痕迹，A、C相电压互感器无爆破痕迹。
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（3）10kV母线电容电流
该变电站10kVⅠ段母线2020年测试母线电容电流为23.16A，超过10A，已于2020年实施加装主动干预式消弧装置项目，尚处验收阶段，待整改接地电阻不合格缺陷后可投运。
三、故障原因分析
初步判定，本次事故原因为该变电站10kVI段母线发生C相接地故障，10kV系统C相电压降低，AB相电压抬高为原来的约1.7倍。20s后，10kV I母系统发生谐振，由于谐振过电压（持续时间约10分钟），造成PT本体严重发热，破坏本体绝缘性能。从PT本体受损情况来看，首先是B相PT在承受谐振过电压后，发生主绝缘破坏，对C相放电，导致BC相间短路，10ms后发展成ABC三相接地短路。10kVⅠ母B相PT本体质量不良是造成本次故障的主要原因。
四、暴露问题
1、B相PT本体本身存在质量问题，运行过程中无法耐受谐振过电压，造成主绝缘破坏，进而引发本次故障。
2、现场3U0回路电压切换故障，导致二次消谐无法正常工作，造成谐振持续10分钟，PT本体发热导致绝缘性能下降，继而发生短路故障。
五、下一步整改措施
1、现应更换10kVⅠ段母线PT6014柜三相PT，选用励磁特性饱和点高的，在1.9Um/√3电压下铁心磁通不饱和的电压互感器。
2、应加强电压互感器、避雷器、熔丝的检查维护。按现有规程，高压试验只能开展绝缘性能测试及伏安特性试验，无法模拟高次谐波来检查电压互感器的谐振情况，此试验应在出厂试验时严格把关；并选用励磁特性饱和点高的，在1.9Um/√3电压下铁心磁通不饱和的电压互感器。
3、加强运行设备的地电波局放测试和超声波局放测试，分析数据，及时发现隐患。
参考文献：
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[3] 电力系统继电保护[M].高等教育出版社，郭光荣主编，2006
[4] 电力系统分析[M].华中科技大学出版社，何仰，2007