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摘要：保证电力设备安全稳定运行是每一个电力工作者的首要任务。国家制定了严格的工作规程对电气设备的运行维护、检修试验等工作内容都做出了严谨的安全措施规定和操作规程。与此同时，对于系统中的电力设备，还通过配置保护、监控设备等技术手段保证电力系统的安全性。根据设备的重要程度提出了不同的保护配置要求。但是，任何管理规范和设备都需要人来执行和操作。所以，电力工作者安全意识和安全责任感才是系统安全的根本保证。从系统内发生的一起实际复杂故障出发，通过对事故的原因客观分析再次表明一个浅显的道理，人是电力系统安全稳定运行的根本保障。
关键词：电流互感器；相间短路；主变保护；母线保护；故障分析
作者简介：徐洪伟（1971-），男，吉林东丰人，浙江省电力公司培训中心技能鉴定部，讲师。（浙江 杭州 310015）黄莉萍（1973-），女，浙江金华人，杭州市电力局设计院，高级工程师。（浙江 杭州 311200）
中图分类号：TM4 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）02-0231-02
2006年8月27日，某新投运不久的220kV变电站发生故障，变电站两台主变变保护先后动作，造成变电站两台主变跳闸，35KV侧Ⅰ段母、Ⅱ段母差动保护也先后动作跳闸。由于变电所刚投运不久，低压侧还没有负荷，所以事故没有造成严重影响。但是，事故的性质是非常严重的，通过对事故的分析所得出的一些经验与教训值得思考和借鉴。
一、事故前的运行方式
变电站220kV侧运行方式如图1所示。
该变电所220kV侧有两回进线，其中4377线、#1主变220kV开关正母运行，4378线、#2主变220kV开关付母运行，220kV母联运行。变电站110kV侧运行方式如图2所示。该变电所110KV侧远期规划有六回出线。近期只有两回线路投运，故障前运行方式如下：1261线、#1主变110kV开关正母运行，1265线、#2主变110kV开关付母运行，110 kV母联运行。
变电所110kV系统目前两条出线负荷如下：1261线供110kV桥下变，30MW负荷；1265线供110kV泰玉变，28MW负荷，且泰玉变有一座小水电并网发电，当时开#1机组，容量22MW。
变电站35kV侧行方式如图3所示。
该变电所35kV侧目前无出线。故障前运行方式为：#1主变35kV开关、#1、#3电容器、#1所变35kVⅠ段母线运行；#2主变35kV开关、#2电容器、#4电容器、#2所变35kVⅡ段母线运行，#4电容器热备用，35kV母分运行。
二、故障经过
1.保护动作情况
2006年8月29日14： 53分27秒#1主变第一套工频变化量差动启动，23毫秒后出口跳#1主变三侧开关，同时35kVⅠ段母差动作跳35kV母分开关及35kVⅠ段母线上的各分路开关，故障切除。1.7秒后#2主变第一套工频变化量差动启动，23毫秒后出口跳#2主变三侧开关，同时35kVⅡ段母差动作跳关及35kVⅡ段母线上的各分路开关。14：54该变电所1261线因主变跳闸失电后，110kV桥下变110kV备自投动作，跳开桥下1261线进线开关，合上桥杨1035线开关，负荷转移至220kV杨夏变。14：54该变电所1265线失电后，小水电厂带泰玉变孤立电网运行，紧急开启#2机组，小水电负责调频调压。
2.故障点检查
经现场检查，发现＃1主变故障点在主变35kV侧独立CT至开关室穿墙套管的B、C两相软导线之间，如图4所示。B相（并列双分支导线）一根分支导线烧断，C相一根分支导线烧了一个大凹口（未断），A相导线和B、C相的另外一根分支导线完好无损。
#2主变故障点在主变35kV侧独立CT至开关室穿墙套管之间的B、C两相，B相在软导线中间绝缘击穿，而C相在独立CT连接触头处发生电晕放电现象。通过近处观察，发现#2主变B相铝绞线也有一向下约1cm击穿孔。
通过现场检查以及对故障录波图的分析（图5），可以判定在#1主变独立CT至穿墙套管处的导线发生BC相金属性短路（#1主变35kV侧短路电流7.6kA），1.7秒后又在#2主变独立CT至穿墙套管处的导线再次发生BC相短路（#2主变35kV侧短路电流5.6kA）。
由于两次的故障点都落在主变差动保护和35kV母线差动保护的范围内，所以，保护的动作行为正确。但是，是什么原因导致如此严重的故障呢？技术人员进行了仔细地分析：
为了防止小动物引起故障，本变电所主变户外独立CT到穿墙套管之间的软连线已经进行过热封套管绝缘处理，而要造成套管绝缘击穿，引起发生金属性短路故障，首先要主要考虑以下几因素：雷电过电压、操作过电压、工频过电压。
但是事故当日天气晴好，不存在雷电过电压问题。事故前，该变电所内无任何操作，不存在产生操作过电压的必要条件，因而排除操作过电压引发的短路。但是要将50cm左右（#1主变35kVB、C相引线短路处间隙距离）空气间隙击穿，裸导线的工频击穿电压至少要在300kV电压以上，外包绝缘层的导线击穿电压将会更高。#1和#2主变正常运行，不存在工频电压升高的条件。更不可能会升高到如此高的电压，因而排除工频过电压击穿空气间隙引起短路的可能。
以上因素逐一排除后，技术人员根据事故后的现场调查和获取的有限残留物与有关部门人员座谈了解的情况以及对更换下来的导线外包层绝缘进行起晕电压和击穿电压试验结果，对造成短路故障的原因进行综合分析。
三、故障原因分析
1.试验情况分析
通过对更换下来的导线绝缘层进行起晕电压和击穿电压试验，绝缘层的起晕电压在10kV～12kV，击穿电压在18kV～20kV。试验结果表明，该绝缘层绝缘性能尚可，但是绝缘水平并不高，如果遇到接地导体与之接触，还是会发生接地短路的可能。但是，从更换下来的导线短路点观察，绝缘层破损处无绝缘材料经高温后遗留下的炭化物，因而排除导线自身发热引起绝缘材料损坏的可能。 2.现场查看情况分析
从导线短路点损伤严重到几乎烧断的情况判断，只有点对点的金属性短路才会有如此严重的损伤。因此推断曾经有一金属异物落到#1主变独立CT至穿墙套管处的B、C相导线上。从现场地面检到的一小块炭化物以及喷溅到#2主变35kV的C相导线绝缘层表面上的残留炭化物是一致的，分析是另外一类绝缘材料经高温后的炭化物。因此表明了有确异物曾经存在。
3.初步判断
根据获取的残留物，分析是带有绝缘护套的金属线首先落到#1、主变35kV的B、C相导线上，由于35kV导线外包绝缘带，绝缘带的起晕电压单侧10kV～12kV，两侧叠加约20kV～24kV，在这样的起晕电压作用下逐步将绝缘层击穿，最终引发#1主变B、C相间金属性的短路。
#1主变35kV的B、C相导线短路经1.7秒后发生#2主变35kV的B、C相导线短路，这是由于#1主变短路引起的电压波动，而#2主变35kV的B、C相导线此时的绝缘正处于临界击穿状态。因此，当电压波动幅值刚好到绝缘击穿的水平，即刻发生了#2主变35kV的B、C相导线短路。
4.最终结论
综合上述情况分析认为：引起该变电所#1侧独立CT与穿墙套管之间的B、C相导线短路是由带有绝缘护套的金属线落到B、C相导线上引起了电晕放电后导致绝缘损坏造成的。而第二次故障是由于经过第一次故障的冲击，#2主变低压侧35kV的B、C相导线的绝缘水平已经下降，又因为故障引起了电压波动，击穿了绝缘层而引起的。
根据了解，从该变电所投运（8月12日）至事故发生前一段时间，该变电所内基建遗留问题断断续续一直在进行处理。其中，事故前几天进行的35kV配电房屋顶防漏处理工作与这起事故有直接关系。
四、经验教训与对策
通过对本次事故地客观分析，得出两点经验教训：该变电所现场管理不严格，特别是在基建施工以及后续的对基建遗留问题进行处理施工的过程中对施工队缺乏电力安全教育和监管，工人在工作过程中安全防范意识不强；存在材料质量问题，事后的试验结果表明主变短引线热风套管的绝缘强度不高是造成本次故障的技术因素。
本次事故虽然没有造成大范围停电事故，但是事故中暴露出的问题值得电力工作者认真总结，吸取教训。事故分析后提出以下反事故措施：安装图象监控系统，加强现场情况管理；通向屋顶的爬梯加装封门并加锁，并建立钥匙使用登记记录；加强主变35kV导线绝缘层的绝缘强度，绝缘强度起码应达到在正常运行电压下被金属导体搭接时不发生起电晕现象。
参考文献：
[1]中华人民共和国能源部.电业安全工作规程（发电厂和变电所部分）[S].北京：中国电力出版社，1991.
[2]刘德.雷击过电压引起的变电站事故分析[J].电气应用，
2006，（7）.
[3]要焕年，曹月梅.电力系统谐振过电压[M].北京：中国电力出版社.
[4]万千云，梁惠盈，齐立新，等.电力系统运行实用技术问答[M].北京：中国电力出版社.
（责任编辑：李杰）
关键词：电流互感器；相间短路；主变保护；母线保护；故障分析
作者简介：徐洪伟（1971-），男，吉林东丰人，浙江省电力公司培训中心技能鉴定部，讲师。（浙江 杭州 310015）黄莉萍（1973-），女，浙江金华人，杭州市电力局设计院，高级工程师。（浙江 杭州 311200）
中图分类号：TM4 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）02-0231-02
2006年8月27日，某新投运不久的220kV变电站发生故障，变电站两台主变变保护先后动作，造成变电站两台主变跳闸，35KV侧Ⅰ段母、Ⅱ段母差动保护也先后动作跳闸。由于变电所刚投运不久，低压侧还没有负荷，所以事故没有造成严重影响。但是，事故的性质是非常严重的，通过对事故的分析所得出的一些经验与教训值得思考和借鉴。
一、事故前的运行方式
变电站220kV侧运行方式如图1所示。
该变电所220kV侧有两回进线，其中4377线、#1主变220kV开关正母运行，4378线、#2主变220kV开关付母运行，220kV母联运行。变电站110kV侧运行方式如图2所示。该变电所110KV侧远期规划有六回出线。近期只有两回线路投运，故障前运行方式如下：1261线、#1主变110kV开关正母运行，1265线、#2主变110kV开关付母运行，110 kV母联运行。
变电所110kV系统目前两条出线负荷如下：1261线供110kV桥下变，30MW负荷；1265线供110kV泰玉变，28MW负荷，且泰玉变有一座小水电并网发电，当时开#1机组，容量22MW。
变电站35kV侧行方式如图3所示。
该变电所35kV侧目前无出线。故障前运行方式为：#1主变35kV开关、#1、#3电容器、#1所变35kVⅠ段母线运行；#2主变35kV开关、#2电容器、#4电容器、#2所变35kVⅡ段母线运行，#4电容器热备用，35kV母分运行。
二、故障经过
1.保护动作情况
2006年8月29日14： 53分27秒#1主变第一套工频变化量差动启动，23毫秒后出口跳#1主变三侧开关，同时35kVⅠ段母差动作跳35kV母分开关及35kVⅠ段母线上的各分路开关，故障切除。1.7秒后#2主变第一套工频变化量差动启动，23毫秒后出口跳#2主变三侧开关，同时35kVⅡ段母差动作跳关及35kVⅡ段母线上的各分路开关。14：54该变电所1261线因主变跳闸失电后，110kV桥下变110kV备自投动作，跳开桥下1261线进线开关，合上桥杨1035线开关，负荷转移至220kV杨夏变。14：54该变电所1265线失电后，小水电厂带泰玉变孤立电网运行，紧急开启#2机组，小水电负责调频调压。
2.故障点检查
经现场检查，发现＃1主变故障点在主变35kV侧独立CT至开关室穿墙套管的B、C两相软导线之间，如图4所示。B相（并列双分支导线）一根分支导线烧断，C相一根分支导线烧了一个大凹口（未断），A相导线和B、C相的另外一根分支导线完好无损。
#2主变故障点在主变35kV侧独立CT至开关室穿墙套管之间的B、C两相，B相在软导线中间绝缘击穿，而C相在独立CT连接触头处发生电晕放电现象。通过近处观察，发现#2主变B相铝绞线也有一向下约1cm击穿孔。
通过现场检查以及对故障录波图的分析（图5），可以判定在#1主变独立CT至穿墙套管处的导线发生BC相金属性短路（#1主变35kV侧短路电流7.6kA），1.7秒后又在#2主变独立CT至穿墙套管处的导线再次发生BC相短路（#2主变35kV侧短路电流5.6kA）。
由于两次的故障点都落在主变差动保护和35kV母线差动保护的范围内，所以，保护的动作行为正确。但是，是什么原因导致如此严重的故障呢？技术人员进行了仔细地分析：
为了防止小动物引起故障，本变电所主变户外独立CT到穿墙套管之间的软连线已经进行过热封套管绝缘处理，而要造成套管绝缘击穿，引起发生金属性短路故障，首先要主要考虑以下几因素：雷电过电压、操作过电压、工频过电压。
但是事故当日天气晴好，不存在雷电过电压问题。事故前，该变电所内无任何操作，不存在产生操作过电压的必要条件，因而排除操作过电压引发的短路。但是要将50cm左右（#1主变35kVB、C相引线短路处间隙距离）空气间隙击穿，裸导线的工频击穿电压至少要在300kV电压以上，外包绝缘层的导线击穿电压将会更高。#1和#2主变正常运行，不存在工频电压升高的条件。更不可能会升高到如此高的电压，因而排除工频过电压击穿空气间隙引起短路的可能。
以上因素逐一排除后，技术人员根据事故后的现场调查和获取的有限残留物与有关部门人员座谈了解的情况以及对更换下来的导线外包层绝缘进行起晕电压和击穿电压试验结果，对造成短路故障的原因进行综合分析。
三、故障原因分析
1.试验情况分析
通过对更换下来的导线绝缘层进行起晕电压和击穿电压试验，绝缘层的起晕电压在10kV～12kV，击穿电压在18kV～20kV。试验结果表明，该绝缘层绝缘性能尚可，但是绝缘水平并不高，如果遇到接地导体与之接触，还是会发生接地短路的可能。但是，从更换下来的导线短路点观察，绝缘层破损处无绝缘材料经高温后遗留下的炭化物，因而排除导线自身发热引起绝缘材料损坏的可能。 2.现场查看情况分析
从导线短路点损伤严重到几乎烧断的情况判断，只有点对点的金属性短路才会有如此严重的损伤。因此推断曾经有一金属异物落到#1主变独立CT至穿墙套管处的B、C相导线上。从现场地面检到的一小块炭化物以及喷溅到#2主变35kV的C相导线绝缘层表面上的残留炭化物是一致的，分析是另外一类绝缘材料经高温后的炭化物。因此表明了有确异物曾经存在。
3.初步判断
根据获取的残留物，分析是带有绝缘护套的金属线首先落到#1、主变35kV的B、C相导线上，由于35kV导线外包绝缘带，绝缘带的起晕电压单侧10kV～12kV，两侧叠加约20kV～24kV，在这样的起晕电压作用下逐步将绝缘层击穿，最终引发#1主变B、C相间金属性的短路。
#1主变35kV的B、C相导线短路经1.7秒后发生#2主变35kV的B、C相导线短路，这是由于#1主变短路引起的电压波动，而#2主变35kV的B、C相导线此时的绝缘正处于临界击穿状态。因此，当电压波动幅值刚好到绝缘击穿的水平，即刻发生了#2主变35kV的B、C相导线短路。
4.最终结论
综合上述情况分析认为：引起该变电所#1侧独立CT与穿墙套管之间的B、C相导线短路是由带有绝缘护套的金属线落到B、C相导线上引起了电晕放电后导致绝缘损坏造成的。而第二次故障是由于经过第一次故障的冲击，#2主变低压侧35kV的B、C相导线的绝缘水平已经下降，又因为故障引起了电压波动，击穿了绝缘层而引起的。
根据了解，从该变电所投运（8月12日）至事故发生前一段时间，该变电所内基建遗留问题断断续续一直在进行处理。其中，事故前几天进行的35kV配电房屋顶防漏处理工作与这起事故有直接关系。
四、经验教训与对策
通过对本次事故地客观分析，得出两点经验教训：该变电所现场管理不严格，特别是在基建施工以及后续的对基建遗留问题进行处理施工的过程中对施工队缺乏电力安全教育和监管，工人在工作过程中安全防范意识不强；存在材料质量问题，事后的试验结果表明主变短引线热风套管的绝缘强度不高是造成本次故障的技术因素。
本次事故虽然没有造成大范围停电事故，但是事故中暴露出的问题值得电力工作者认真总结，吸取教训。事故分析后提出以下反事故措施：安装图象监控系统，加强现场情况管理；通向屋顶的爬梯加装封门并加锁，并建立钥匙使用登记记录；加强主变35kV导线绝缘层的绝缘强度，绝缘强度起码应达到在正常运行电压下被金属导体搭接时不发生起电晕现象。
参考文献：
[1]中华人民共和国能源部.电业安全工作规程（发电厂和变电所部分）[S].北京：中国电力出版社，1991.
[2]刘德.雷击过电压引起的变电站事故分析[J].电气应用，
2006，（7）.
[3]要焕年，曹月梅.电力系统谐振过电压[M].北京：中国电力出版社.
[4]万千云，梁惠盈，齐立新，等.电力系统运行实用技术问答[M].北京：中国电力出版社.
（责任编辑：李杰）