張 成，馬小強(qiáng)

（國(guó)網(wǎng)湖北省電力公司檢修公司特高壓交直流運(yùn)檢中心，湖北 宜昌 443005）

江陵換流站極Ⅰ直流電壓互感器閃絡(luò)導(dǎo)致極Ⅰ停運(yùn)事故分析

張 成，馬小強(qiáng)

（國(guó)網(wǎng)湖北省電力公司檢修公司特高壓交直流運(yùn)檢中心，湖北 宜昌 443005）

因湖北荊州地區(qū)天氣變化較大，大霧天氣較多，容易造成直流積污導(dǎo)致設(shè)備外絕緣下降，從而危及直流系統(tǒng)的安全運(yùn)行。進(jìn)行歷史事故的分析，找出預(yù)防手段及應(yīng)對(duì)措施，可以避免同類事故的重復(fù)發(fā)生，提高直流系統(tǒng)運(yùn)行指標(biāo)，保障電網(wǎng)的安全可靠性。

直流；閃絡(luò)；事故分析

0 引言

江陵換流站位于湖北省荊州市馬山鎮(zhèn)，由國(guó)網(wǎng)湖北省電力公司檢修公司特高壓交直流運(yùn)檢中心負(fù)責(zé)運(yùn)維管理。江陵換流站是“三峽——廣東”±500kV江城直流輸電工程的首段站，于2004年6月2日正式投入運(yùn)行，由500kV交流場(chǎng)、換流變、閥廳、500kV直流場(chǎng)、主變、220kV交流場(chǎng)、35kV交流場(chǎng)、閥冷卻和站用電等輔助系統(tǒng)組成。

2004年11月6日09：13 江陵換流站事件記錄發(fā)如下信號(hào)：

09：13：12：324 極I PCPA/B發(fā)直流極母線差動(dòng)跳閘；

09：13：12：344 極I PCPA/B發(fā)直流極差動(dòng)跳閘；

09：13：12：362 ACP1A/B 發(fā)5242開關(guān)跳開；

09：13：12：368 ACP1A/B 發(fā)5241開關(guān)跳開；

09：13：12：386極I PCPA/B發(fā)極閉鎖；

09：13：20：490極I PCPA/B發(fā)接地極線斷線保護(hù)跳閘；

09：13：12：496 極I PCPB發(fā)保護(hù)Z閉鎖。

運(yùn)行人員立即進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)檢查，發(fā)現(xiàn)極I直流極母線差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作，極I極差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作，接地極線斷線保護(hù)動(dòng)作，極I Z閉鎖。500kV交流場(chǎng)5241、5242開關(guān)跳閘并閉鎖（Lockout），極Ⅰ直流停運(yùn)，極I直流場(chǎng)轉(zhuǎn)至極隔離狀態(tài)。極I PCP由A系統(tǒng)切至B系統(tǒng)運(yùn)行，極II PCP由B系統(tǒng)切至A系統(tǒng)運(yùn)行，極II直流1718MW過(guò)負(fù)荷運(yùn)行。

1 事故前工況

（1）直流系統(tǒng)方式：雙極2350MW運(yùn)行。

（2）交流系統(tǒng)方式：斗江I線，斗江II線，三江I線、三江II線、三江III線、江復(fù)線運(yùn)行，1#主變運(yùn)行。

（3）直流濾波器：011 LB ，012 LB ，021LB，022LB運(yùn)行。

（4）交流濾波器：5631ACF、5612ACF 、5621ACF、5622ACF運(yùn)行，其它交流濾波器熱備用。

（5）站用電系統(tǒng)方式：站用電I回，II回運(yùn)行，III回在熱備用狀態(tài)，10kV自備投、400V自備投在“自動(dòng)”位置。

（6）水冷系統(tǒng)方式：極I、極II內(nèi)冷水，外冷水運(yùn)行正常。

2 事故處理過(guò)程

（1）事故發(fā)生后運(yùn)行人員立即進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)檢查，檢查發(fā)現(xiàn)極I母線電壓互感器（PI-WP-U1）底座上有灰白色金屬凝固物，硅橡膠絕緣子上有白色的金屬粉末，均壓環(huán)上有三個(gè)被擊穿的小洞，立即將事故情況匯報(bào)給了國(guó)調(diào)。

（2）按國(guó)調(diào)命令進(jìn)行負(fù)荷和運(yùn)行方式調(diào)整：09：17，按調(diào)度令立即將極II直流功率由1718MW降至1500MW；09：25按國(guó)調(diào)令，將極II直流功率由1500MW降至900MW；10：09按國(guó)調(diào)令，將極II直流功率由900MW降至700MW；10：37按國(guó)調(diào)令，將極II直流功率由700MW降至450MW；10：56按國(guó)調(diào)令將5241、5242開關(guān)轉(zhuǎn)至冷備用，將極I直流場(chǎng)轉(zhuǎn)至檢修狀態(tài)。11：05按國(guó)調(diào)令將極II直流系統(tǒng)轉(zhuǎn)至單極金屬回線方式運(yùn)行。11：15極II直流功率升至800MW。11：25極II直流功率升至1100MW。11：42極II直流功率升至1500MW。12：30申請(qǐng)國(guó)調(diào)同意將極I011、012直流濾波器轉(zhuǎn)至冷備用。

（3）12：45，檢修人員到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)后，再次對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行了詳細(xì)的檢查，發(fā)現(xiàn)極I直流電壓互感器P1-WP-U1有明顯的外閃痕跡：在均壓環(huán)上發(fā)現(xiàn)三個(gè)明顯放電點(diǎn)，其中最大擊穿孔徑約為15mm；在電壓互感器底座上有一個(gè)明顯放電痕跡；在均壓環(huán)和底座間外絕緣子上也有明顯的放電痕跡，靠近均壓環(huán)側(cè)更明顯。對(duì)極母差保護(hù)范圍內(nèi)的極I平波電抗器取油樣進(jìn)行了色譜分析，未發(fā)現(xiàn)異常。對(duì)電壓互感器的參數(shù)進(jìn)行了檢查，通過(guò)測(cè)量高壓臂的電阻和電容量，基本上能確認(rèn)電壓互感器內(nèi)部元件參數(shù)未改變，用200KV的試驗(yàn)電壓對(duì)直流電壓互感器進(jìn)行了高壓試驗(yàn)，變比正確。根據(jù)檢查的結(jié)果分析直流電壓互感器內(nèi)部無(wú)異常。試驗(yàn)數(shù)據(jù)和結(jié)論得到了ABB現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)保工程師的認(rèn)可，并且將試驗(yàn)數(shù)據(jù)傳給了湖北電試院高壓所金濤所長(zhǎng)，在ABB現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)保工程師和金濤所長(zhǎng)確認(rèn)該P(yáng)T可以繼續(xù)投入使用后，檢修人員對(duì)直流電壓互感器絕緣子表面進(jìn)行了清掃，對(duì)均壓環(huán)燒傷部位進(jìn)行打磨處理。22：45整個(gè)檢修處理工作結(jié)束。

3 事故原因分析

根據(jù)保護(hù)動(dòng)作情況對(duì)極I極母線PI-U-T1到PI-WP-T11區(qū)域的設(shè)備進(jìn)行的檢查、試驗(yàn)情況看，極I平抗正常，發(fā)生閃絡(luò)的直流電壓互感器的內(nèi)絕緣、參數(shù)正常，而直流電壓互感器上端下均壓環(huán)、外表面到底座金屬板的閃絡(luò)放電痕跡，上端下均壓環(huán)的底部有2個(gè)中指大小的小洞，對(duì)應(yīng)位置底座鋼板處有明顯的較嚴(yán)重的閃絡(luò)痕跡，我們初步分析認(rèn)為本次直流電壓互感器閃絡(luò)事故是由于大霧天氣（能見(jiàn)度2m左右）造成絕緣子憎水性減弱，降低了絕緣子的放電電壓，而硅橡膠絕緣子在霧天積污又劇增，在污穢受潮后容易放電形成局部干區(qū)，造成均壓環(huán)與直流電壓互感器外部及底座個(gè)別部位因電荷過(guò)分聚集而發(fā)生局部電弧放電，最后發(fā)展成沿面閃絡(luò)，導(dǎo)致極Ⅰ直流電壓互感器（PI-WP-U1）閃絡(luò)，極I直流極母線差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作，極I極差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作，接地極線斷線保護(hù)動(dòng)作，極IZ閉鎖，極Ⅰ停運(yùn)。

根據(jù)故障錄波圖和軟件圖分析，極I直流極母線差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作正常，極I極差保護(hù)動(dòng)作及極II極中性線差動(dòng)電流保護(hù)啟動(dòng)并導(dǎo)致A、B系統(tǒng)切換現(xiàn)象正常。

4 結(jié)論

（1）本次事故為一般設(shè)備事故，保護(hù)動(dòng)作正確。

（2）建議每年迎峰度夏前及9月底各安排一次直流場(chǎng)設(shè)備清灰工作。

（3）在大霧天氣申請(qǐng)降壓運(yùn)行并加強(qiáng)對(duì)設(shè)備的運(yùn)行監(jiān)視。

（4）在設(shè)備停電后進(jìn)行鹽密測(cè)量以判斷設(shè)備的污穢情況。