一、故障簡述

　　2013年4月29日14時52分，因雷擊導(dǎo)致南方電網(wǎng)某220kV變電站站用變壓器供電癱瘓，直流充電裝置被迫停止工作；蓄電池異常，其直流電源系統(tǒng)電壓不穩(wěn)，站內(nèi)其他斷路器無法正常跳閘，越級至上級電源線路跳閘，導(dǎo)致該變電站全站失壓。事故造成該區(qū)域4個110kV變電站壓及另一區(qū)域1個110kV變電站失壓。

　　二、故障原因分析

　　(1)雷擊。該220kV變電站110kV濫二線進線門形架高跨連接處遭雷擊，使三相高跨引線絕緣子串擊穿，A、B相絕緣子串，C相絕緣子串第一片瓷裙炸裂，整串絕緣子貫通性閃絡(luò)，即高跨引線脫落搭接在110kVⅡ母線三相上，造成110kV兩段母線相繼發(fā)生三相短路。

　　(2)蓄電池異常。該站110kV側(cè)兩段母線發(fā)生三相故障后，10kV電壓下降，直流充電裝置退出運行。110kV側(cè)母線保護動作，但因蓄電池異常，使直流母線電壓不穩(wěn)定，造成站內(nèi)多個110kV斷路器未跳開。故障由該站220kV出線對側(cè)某500kV變電站的220kV線路后備保護動作切除，使該220kV變電站全站失壓

　　現(xiàn)場對故障蓄電池解剖分析如下：

　　1)對第一組蓄電池中電壓較差的81、38及99號電池進行解體分析，發(fā)現(xiàn)：①這3只電池都出現(xiàn)負(fù)極匯流排與部分極耳連位置嚴(yán)重腐蝕，表面被白色PbSO4結(jié)晶體覆蓋，以81號電池最為嚴(yán)重(大部分是受腐蝕損壞，少部分是解剖時受外力斷裂)；②正極板柵出現(xiàn)腐蝕變脆，活性物質(zhì)硫變硬并出現(xiàn)脫落，負(fù)極板活性物質(zhì)狀態(tài)仍然良好并具有金屬特性。

　　2)對正負(fù)極硫酸鉛成分進行化驗情況。正極PbSO4含量為30.62%，負(fù)極PbSO4含量為26.04%(正常值應(yīng)低于15%)。

　　3)負(fù)極極耳成分化驗顯示出現(xiàn)鈣化現(xiàn)象。Ca%含量0.12%(參考值0.08%)引起極耳變脆，容易因受外力沖擊引起斷裂。

　　4)檢測3只電池酸密度，測試值均為1.29g/mL。

　　經(jīng)對81號電池現(xiàn)場解剖可知，正極有11片跟匯流排連接，負(fù)極有12片跟匯流排連接。負(fù)極匯流排與負(fù)極極耳連接處腐蝕嚴(yán)重，直接導(dǎo)致大部分負(fù)極極耳與負(fù)極匯流排脫離。從拆后的痕跡大致可判斷，4片尚存部分連接，其余8片均已自然腐蝕斷開。正極板硫化嚴(yán)重(已經(jīng)很脆無韌性)。

　　再對情況稍好的38號電池進行解剖，和81號電池情況基本類同，負(fù)極板匯流排同樣已經(jīng)炭化脫落。

　　據(jù)此解剖分析，該220V變電站發(fā)生故障后蓄電池在供電期間，因蓄電池內(nèi)部腐蝕嚴(yán)重，性能降低，導(dǎo)致直流母線電壓降低，造成該220kV變電站全站失壓。

　　(3)備自投故障引發(fā)事故擴大。濫壩變電站110kV側(cè)失壓后，小屯變電站備自投動作(平時為了防止楊柳變電站失壓，未切小柳進線斷路器)，將濫壩變電站110kV側(cè)的故障點延伸至110kV楊柳變電站、小屯變電站倒至北郊變電站。由于濫二線A、B相引線燒斷往下掉的過程中，小楊線和濫楊線線路保護出現(xiàn)零序電壓而無零序電流(三相電壓不平衡)，小屯變電站、楊柳變電站保護裝置判TV斷線，閉鎖楊柳變電站濫楊線、小屯變電站小楊線距離保護(TV斷線過電流保護功能未投)，導(dǎo)致北郊變電站1號主變壓器后備保護越級動作，造成北郊變電站110kV系統(tǒng)失壓，擴大了事故。

　　三、故障處理與防范措施

　　1.故障處理

　　(1)嚴(yán)格按時、按要求對蓄電池組進行核對性充放電試驗和內(nèi)阻測試，并永久保存試驗結(jié)果和歷史試驗數(shù)據(jù)，包括核對性放電曲線及放電過程數(shù)據(jù)、內(nèi)阻測試數(shù)據(jù)等，對電壓異?；騼?nèi)阻偏高的電池單體單獨取出進行單體充放電活化。

　　(2)對于長期浮充運行作為備用的蓄電池組，用戶應(yīng)定期(每個月)監(jiān)測及記錄各電池的浮充電壓或內(nèi)阻，若發(fā)現(xiàn)某些電池的電壓有分化跡象(浮充電壓最大值與最小值差超過0.12V)或某些電池的內(nèi)阻出正常值20%~50%時，應(yīng)及時采取均充措施，可消除硫酸鹽化帶來的鈍化副作用，并能提高整組電池的一致性。重點關(guān)注對運行5年以上的蓄電池組，認(rèn)真分析其核對性充放電試驗和內(nèi)阻測試的歷史數(shù)據(jù)。

　　2.防范措施

　　(1)參考相關(guān)國標(biāo)、行標(biāo)中內(nèi)容，認(rèn)真評價蓄電池組配置的電池巡檢儀、蓄電池核對性放電儀、蓄電池內(nèi)阻測試儀等設(shè)備的功能性和有效性

　　(2)根據(jù)公司要求在新建的廠站設(shè)計配置有兩套蓄電池組的，使用不同廠家的產(chǎn)品；對已運行的，配置有兩套同廠家、同批次生產(chǎn)的蓄電池組的廠站，各單位可根據(jù)實際情況安排站間蓄電池組的調(diào)換，以實現(xiàn)在運變電站配置兩組不同廠家的蓄電池。

　　(3)在設(shè)置電池組參數(shù)時，建議電池組的充電電壓不宜設(shè)置偏高。當(dāng)環(huán)境溫度為20℃時，均充電壓為2.35V,浮充電壓為2.27V:若環(huán)境溫度不是基準(zhǔn)溫度時，則應(yīng)設(shè)置溫度補償，補償系數(shù)為±0.00V單體(即溫度每上升1℃，電壓需相應(yīng)減少0.005V/單體：溫度每降低1℃，電壓需相應(yīng)增加。005V單體)。

　　(4)對于長期浮充備用的電池組，建議用戶每年對電池組進行1次均衡充電與放電，以保證其電壓的一致性及其內(nèi)部活性物質(zhì)的活性，防止少數(shù)電池因長期處于欠充電而出現(xiàn)電壓偏低的現(xiàn)象。