1. 事故概況

7月24日某變電站，因6kV下(本文中的“下”均指黃石下陸變電站)71開關燒損，造成110kV下#3、#4主變相繼故障跳閘。110kV下#3主變低壓側6kV戶內封閉母線橋的母線支柱瓷瓶發生閃絡擊穿，引起差動保護動作(低后備啟動)以及110kV下#4主變低壓后備動作。

圖1 事故前運行方式

2. 運行方式及保護動作過程

事故前運行方式如圖1所示。110kV下#4主變為熱備用狀態(下02、下72開關在斷開位置)，6kV下#4、5#母線并列運行（分段下73開關在合閘位置），110kV下#3主變帶全部6kV負荷(下01、71開關在合閘位置)。

事故發生后保護動作的具體經過如下：

7月24日05點18分，6kV下75電流速斷動作，重合不成功；隨后下#3主變差動保護動作，下01、下71開關跳閘，6kV全部失壓；同時下#3主變低后備啟動。

將近6s后，下#4主變備自投裝置動作，下02、下72開關合上，下#4主變由熱備用轉運行，帶全部6kV負荷；

05:30，下#4主變低壓后備保護動作，下72開關跳閘，再一次6kV全部失壓；

06:26，斷開6kV分段下73開關，經現場運行檢查下#4主變單元設備及6kV下#4母線無明顯故障后，搖出下73開關，拉開下731刀閘，經地調令合上下72開關，恢復6kV#4母線運行；

06:45， 斷開下74、下75、下76、下77、下78、下79開關，并搖出；

07:20， 地調令下#3主變及下5#母線由熱備用轉檢修。

下71開關在斷開的狀態下，搖出下71開關進行檢查，情況如下：

1.航空插頭及二次元件正常；

2.下71開關C相上動觸頭，彈簧觸子已經完全燒損，無殘留物，絕緣澆注物已碳化，情況見圖2。

圖2 故障后的下71開關側面圖

其它損壞情況：

1.下#3主變低壓側戶內6kV封閉母線橋的12只母線支柱瓷瓶全部發生閃絡擊穿；

2.下71開關本體嚴重弧吹，其柜內靜觸頭、金屬件、絕緣件已經燒硫嚴重；

3.下互05PT、下71、下74間隔的之間支持母線絕緣筒全部燒損，并碳化；

4.下74與下75間隔母線倉中的5#母線A、B相全部燒斷、C相殘留1/3寬度（注：母線為雙100×10的鋁排）。

3. 原因分析

7月24日05點18分，下#3主變差動保護動作分析，因下71開關C相動觸頭與圖4中的上固定靜觸頭接觸不良，在6kV負荷電流900A的持續作用下：

1.下71開關C相彈簧動觸頭燒損無殘留物（見圖2）；

2.下71開關C相，固體絕緣的靜觸頭也超過其極限溫度，其固體絕緣部分燒損引起較大的煙霧；

3.煙霧彌漫到110kV下#3主變低壓側6kV封閉母線橋中，造成固定母線支柱瓷瓶發生閃絡，6kV封閉母線橋發生相間接地故障。

下#3主變低壓側母線橋相間故障，屬110kV下#3主變低總下71CT保護區內故障（如圖3所示），所以下#3主變差動保護瞬時動作屬正確；低后備啟動，因有0.5s延時，動作時間上滯后于差動保護，所以低后備啟動正確。

將近6s后，下#4主變備自投裝置動作（4.9s跳開下71開關，0.5s合上下02、下72開關），下#4主變由熱備用轉運行，帶全部6kV負荷。下#4主變備自投裝置動作正確。

05:30，下#4主變低后備保護動作，下72開關跳閘，再一次6kV全部失壓。雖然下71開關已斷開，但是在母線倉內的C相上固定靜觸頭故障點繼續惡化，造成下互05PT、下71、下74開關間隔的下5#母線燒斷及絕緣筒嚴重燒損。6kV下#4、5#母線因在并列運行狀態下，下5#母線的短路，引起下#4主變低后備保護動作，因保護配置的問題直接跳開下72開關，造成6kV下#4、5#母線全部失壓（下#4主變低后備保護應第一時段跳開分段下73開關；當下6kV#4母線仍然存在故障時，第二時段跳開下72開關）。

4. 處理措施

根據主變壓器跳閘事故處理規定：變壓器若只是后備保護動作，排除故障元件后則可迅速恢復送電。考慮到110kV4#主變是低后備保護動作，為了盡快消除故障，可以采取以下措施：

1. 斷開6kV分段下73開關，檢查6kV下#4母線及下#4主變單元設備，確定6kV下#4母線無明顯故障后，推入下互04PT、立即合下02、72開關，由110kV下#4主變帶6kV下80、下81、下82、下83、下84、下85開關間隔負荷；

2. 06:45，斷開下74、下75、下76、下77、下78、下79開關，搖出逐一檢查6kV#5母線及連接設備，查找故障點；

3. 依次打開下互01PT、下71、下74、下75、下76、下77、下78、下79開關間隔的下5#母線安裝倉，仔細檢查6kV下5#母線有無其它的故障點；

4. 對110kV下#3主變進行診斷性試驗及油樣色譜分析，試驗結果各技術參數在合格范圍內；

5. 因6kV下74開關與下開關75間隔的下5#母線燒損嚴重，又必須保證下75、下76、下77、下78、下79開關間隔的恢復運行，采取完全切斷下74開關與下75開關間隔的下5#母線方案，將絕緣損壞的部分從下5#母線上切除掉；

6. 20:30，對下75間隔至下79間隔之間的下5#母線，經交流耐壓試驗合格后，合上分段下73開關，分別合上下75、下76、下77、下78、下79開關，由110kV下#4主變再帶上下75、下76、下77、下78、下79開關間隔負荷；

7. 7月25-26日，部分恢復下互05PT、下74開關間隔、下71開關間隔、下#3主變6kV低壓母線橋等燒損的部件；

8. 7月27日將分段下73由運行轉檢修，下75、下76、下77、下78、下79開關轉為檢修狀態（下74已為檢修狀態），恢復下5#母線及其它設備。經各項試驗合格，23:30，下#3主變及下5#母線恢復送電。

圖3 下71開關柜斷面圖

5. 改進措施

由開關損壞引起繼電保護動作，從而進一步造成一定區域的停電，為了以后能夠減少此類事故的發生，我們可以考慮以下改進措施：

1.在恢復下71開關、靜觸頭及連接母線后，合上下71開關，測量下5#母線與下71CT之間的回路電阻，確保下71開關動、靜觸頭接觸良好；

2.分別在110kV下#3、#4主變低后備保護中加跳6kV分段下73開關的回路，確保下#3、#4主變低后備保護動作時，第一時段跳分段下76開關，第二時段跳本間隔低總下71開關或下72開關；

3.進一步清理其它站的主變備自投裝置、低后備保護設置狀況，確保6-10kV母線故障時保護及自動裝置能夠有選擇性的切除和投入，嚴格做到即避免故障點擴大蔓延，有保證非故障設備能夠正常運行；

4.在重點設備及負荷較多的重點部位加裝在線或遙信測溫裝置，隨時有效檢測設備異常發熱隱形故障，提前轉移負荷和提前檢修避免設備發生更大的損壞。