动力厂总降变电所7月22日在2#主变改造工程结束后恢复送电时,造成6kVⅡ段母线停电事故。经分析认为，7月22日事故是由过电压引起。

一、    7月22日事故现象

1.     事故前系统运行方式

1#、3#主变经66kV西母线由二钢线供电，66kV东母线由水钢线供电，母联5900开关在断开位置。

1#主变带总降6kVⅠ段运行，3#主变带总降6kVⅢ段并经31#联络柜带总降6kVⅡ段运行。

2#主变6kV受电5934开关及上刀闸在断开位置。

2.     事故经过

 7月22日16时10分值班员按调度命令进行2#主变恢复送电的操作，16时54分合2#主变高压侧5924开关时，2#主变5924开关跳闸，6kVⅡ段31#柜跳闸。

3.     现场检查结果

 2#主变差动保护动作，6kVⅡ段31#柜过流保护动作。

 2#主变低压侧5934开关、刀闸、电流互感器烧毁。

6kVⅡ段20#柜（精练炉）、19#柜（总配联络）、18#柜（2#电炉）上刀闸、19#柜下刀闸烧毁。

二、    7月22日事故原因分析

1.         由于三相交流电不可能同相位，三相断路器也不可能同时合闸，所以2#主变空载合闸瞬间加在三相绕组上的电压不相同，产生的激磁涌流不同，三相磁路饱和程度的差异致使2#主变66kV侧中性点产生位移电压U₀₁。

2.         这个66kV中性点位移电压U₀₁经主变高低压绕组之间的耦合电容C₁₂及主变低压侧对地电容C₂₀传递到2#主变低压侧。

U₀₂ = U₀₁C₁₂/（C₁₂+C₂₀）

由于2#主变低压侧5934开关及上刀闸在断开位置，C₂₀远小于C₁₂，U₀₂≈U₀₁，就使得2#主变低压侧产生了数值很高的传递过电压。

3.         合空变时的过电压最多不超过两倍的额定相电压，对于主变66kV侧的绝缘够不成威胁，避雷器也不会动作。但这个电压传递到主变低压侧，就会对6kV设备的绝缘造成严重威胁。

例如：合空变时在66kV产生1.2倍的过电压，则主变低压侧的传递过电压为U₀₂≈U₀₁=1.2×66/ =45.7kV，过电压峰值为57 =64.7kV。

4.         国家标准规定：6kV变压器工频耐压水平为25kV，雷电冲击绝缘水平为60kV；6kV开关设备工频耐压水平为30kV，雷电冲击绝缘水平为60kV。

    显然，合空变时66kV产生1.2倍的过电压，传递到6kV的过电压就会超过变压器、开关等设备的绝缘水平。在绝缘较薄弱的环节就会发生闪络。受高温电弧的影响，闪络点周围导电离子增多，非故障相绝缘强度下降，在弧光接地过电压的作用下，很快发展成相间弧光短路。短路后的金属粉末以及空气的进一步电离，使故障进一步扩大并波及到附近的18#、19#和20#柜。

    在合空变的瞬间三相交流电压的初相角是无法预先得知的，具有随机性质，所以并不一定每次合空变都会产生危及6kV设备绝缘的传递过电压。如果带6kV母线合空变，就有可能使PT饱和而激发铁磁谐振，造成虚幻接地现象，这就是导致总降1#、2#主变每次带空母线运行时都误发接地警报的原因。

三、    防范措施

1.       限制传递过电压的措施

可供选择的措施有：带6kV母线合空变，需要把母线停电，而且易激发铁磁谐振；主变低压侧加装电容器，这将增加系统对地电容。

我们建议在主变低压侧与5934开关之间加装HQLB系列大容量防爆过电压保护器。HQLB系列大容量防爆过电压保护器工频放电电压14kV，5kA冲击放电残压不大于24kV。可以把传递过电压限制在设备绝缘水平允许的范围以内。

2.       限制弧光接地过电压的措施

弧光接地过电压不仅会导致户内开关柜内部单相对地闪络故障发展为相间弧光短路事故，还将会使电缆等固体绝缘的设备因积累性损伤而迅速发展成绝缘事故。

消弧线圈对于架空线路可降低工频建弧率，减少雷击跳闸率，并可促使电弧熄灭，避免扩大为相间弧光短路事故或烧伤导线。但消弧线圈不能限制弧光接地过电压，不能从根本上避免电缆事故的发生。

中性点采用经电阻接地方式，由于主变6kV侧为三角形接线，须装设专用的接地变压器。中性点经中阻或低阻接地，将会降低供电可靠性，这在辐射型的企业内部电网是不合适的。

我们建议，在总降三段6kV母线上各装设一台HQLXH系列智能型消弧消谐装置。该装置在发生弧光接地后0.1s之内将故障相对地短接，故障点立即熄弧，非故障相对地之间稳定在线电压的水平。避免了电缆等固体绝缘设备因积累性损伤而发展成绝缘事故，同时也避免了避雷器因弧光接地过电压而爆炸的事故，减少了激发铁磁谐振的可能性。

因没有得到系统电容电流的确切数据，只是估计每段6kV系统电容电流大约为20A，考虑实际上存在三段6kV母线联网运行的情况，所以系统最大可能运行方式下的电容电流为60A，初步选取HQLXH装置的额定电流为100A。

3.       限制开断过电压的措施

由于价格和使用寿命的优势，在6~35kV中等电压等级的电网内真空断路器的用量越来越大。但真空断路器截流过电压的问题也随之突出出来。真空断路器截流过电压主要产生在相间，幅值为3~4倍的额定相电压。

国家标准规定，额定电压在1~252kV的设备相间绝缘水平与相对地绝缘水平相同。所以，过电压保护器的保护水平应低于被保护设备的绝缘水平，相间保护特性应与相对地保护特性相同。

因此，应在6kV真空断路器两侧加装HQLB系列大容量防爆过电压保护器。该保护器的工频放电电压不小于14kV，相间及相对地的保护特性均为24kV，能有效地保护6kV设备并留有很大的绝缘裕度。

4.     限制铁磁谐振过电压的措施

 铁磁谐振持续时间长，过电压的能量很大，不能用避雷器限制。消除铁磁谐振的根本措施是避免PT饱和。因此，应采用不易饱和的或抗铁磁谐振的PT。建议在HQLXH系列智能型消弧消谐装置中一并考虑。

5.     完善主变66kV中性点保护

 现总降三台主变66kV中性点不接地，设计上也没有采取任何保护措施，一旦沿66kV线路袭来三相进波，在中性点就会发生全反射，或者在非全相运行的情况下都会使中性点绝缘受到严重威胁。

我们建议在三台主变中性点各装设一只避雷器，其持续电压选为42kV。