一起110kV變電站主變差動(dòng)保護(hù)跳閘的分析

摘 要：論述某110kV變電站1號(hào)主變由于主變低壓側(cè)避雷器故障引起主變差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作的故障，并對(duì)故障進(jìn)行了分析及對(duì)策探討。

關(guān)鍵詞：主變；差動(dòng)保護(hù)；避雷器；故障分析

變壓器是電力系統(tǒng)中最重要的設(shè)備之一，它的正常運(yùn)行與否直接影響電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。主變差動(dòng)保護(hù)是變壓器的主要保護(hù)手段；基本原理是反應(yīng)被保護(hù)變壓器各端流入和流出電流的差，在保護(hù)區(qū)內(nèi)故障，差動(dòng)回路中的電流值大于整定值，差動(dòng)保護(hù)瞬時(shí)動(dòng)作；而在保護(hù)區(qū)外故障，主變差動(dòng)保護(hù)則不應(yīng)動(dòng)作，其主要反映變壓器內(nèi)部相間故障、高壓側(cè)單相接地短路及匝間層間短路故障，其保護(hù)范圍亦涵括變壓器各側(cè)電流互感器之間的一次電氣部分。本案例發(fā)生在某110kV變電站，雷雨天氣時(shí)，由于主變低壓側(cè)避雷器故障，產(chǎn)生的不平衡電流使主變差動(dòng)動(dòng)作。

1 故障前110kV變電站系統(tǒng)運(yùn)行方式

某110kV變電站正常運(yùn)行情況下：有110kV、35kV、10kV三個(gè)電壓等級(jí)，事故當(dāng)天，運(yùn)行方式為：該變電站110kV 152開(kāi)關(guān)熱備用，110kV 153開(kāi)關(guān)運(yùn)行，通過(guò)110kV分段112開(kāi)關(guān)110kVⅠ段、Ⅱ段母線并列運(yùn)行。1、2號(hào)主變并列運(yùn)行。35kV、10kVⅠ段、Ⅱ段母線并列運(yùn)行。

2 事件經(jīng)過(guò)

×年×月×?xí)r58分，該站主控室警鈴喇叭響，控制屏“差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作”光字牌亮，1號(hào)主變?nèi)齻?cè)斷路器綠燈閃光，1號(hào)主變?nèi)齻?cè)負(fù)荷指示為零，保護(hù)裝置顯示：差流越限告警信息。1號(hào)主變RCS-9671B差動(dòng)保護(hù)裝置動(dòng)作信息：X年X月X日21：01分09MS，1號(hào)主變比率差動(dòng)動(dòng)作。動(dòng)作電流5.51Ie，相別為BC。1號(hào)主變差動(dòng)保護(hù)跳110kV101、35kV501、10kV901開(kāi)關(guān)。

3 事故處理檢查情況

二次檢修班負(fù)責(zé)人接到地調(diào)通知該站1號(hào)主變差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作情況后立即出發(fā)到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)。經(jīng)檢查1號(hào)主變保護(hù)裝置故障報(bào)文為BC相短路，比例差動(dòng)動(dòng)作，故障電流5.51倍Ie，動(dòng)作時(shí)間X月X日21時(shí)01分。故障錄波裝置報(bào)文BC相電流、電壓發(fā)生突變。檢修人員對(duì)1號(hào)主變及三側(cè)設(shè)備進(jìn)行了仔細(xì)檢查，在對(duì)1號(hào)主變本體檢查中發(fā)現(xiàn)10kV母線橋側(cè)C相避雷器有明顯燒損痕跡，B相有產(chǎn)弧痕跡。判斷故障點(diǎn)為BC相避雷器近區(qū)短路導(dǎo)致。1號(hào)主變保護(hù)裝置保護(hù)定值：差動(dòng)電流啟動(dòng)值1.05A（0.3Ie），差動(dòng)速斷定值21.0A（6Ie），故障電流是5.51Ie（19.285A）達(dá)到比率差動(dòng)動(dòng)作值，未達(dá)到差動(dòng)速斷動(dòng)作值，保護(hù)比率差動(dòng)動(dòng)作，1號(hào)主變保護(hù)動(dòng)作正確。檢修人員及時(shí)更換ABC三相避雷器及計(jì)數(shù)器，同時(shí)電氣試驗(yàn)人員對(duì)1號(hào)主變進(jìn)行檢查。試驗(yàn)人員按照輸變電設(shè)備狀態(tài)檢修試驗(yàn)規(guī)程及相關(guān)反措要求，認(rèn)真對(duì)近區(qū)遭受故障的該變電站1號(hào)主變進(jìn)行了診斷性試驗(yàn)，試驗(yàn)項(xiàng)目如下：短路阻抗測(cè)量、繞組頻率響應(yīng)分析、主變本體介損及電容量測(cè)試、絕緣油診斷性試驗(yàn)（油簡(jiǎn)化試驗(yàn)及色譜分析）、繞組直流泄漏電流測(cè)量、繞組絕緣電阻、直流電阻測(cè)試等，所有試驗(yàn)數(shù)據(jù)均合格、良好，初步判斷主變內(nèi)部并未發(fā)生繞組變形。

4 事故分析

通過(guò)對(duì)診斷性試驗(yàn)數(shù)據(jù)及故障電流、運(yùn)行情況、主變抗短路能力等的綜合分析，判斷110kV間隔變電站1號(hào)主變?cè)诖舜沃髯兘鼌^(qū)故障、差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作的情況下，主變內(nèi)部并未發(fā)生繞組變形及故障。

對(duì)該變電站1號(hào)主變10kV側(cè)母線橋已受損的三只避雷器進(jìn)行了試驗(yàn)，三只避雷器絕緣均合格，除外觀嚴(yán)重?fù)p壞的那只避雷器直流泄漏試驗(yàn)不合格外，其余兩只避雷器均試驗(yàn)合格。初步判斷避雷器不是閥片損壞引起的貫通性故障。

因此懷疑此次故障屬于避雷器閥片側(cè)閃故障，對(duì)故障避雷器進(jìn)行研究，如圖1所示，發(fā)現(xiàn)其硅橡膠外套破裂，沿避雷器閥片側(cè)面有明顯電弧通道，閥片未劣化，若其劣化，并導(dǎo)致避雷器擊穿，則故障應(yīng)表現(xiàn)為閥片爆炸而不是側(cè)閃。避雷器閥片與絕緣筒間存在氣隙，而空腔的呼吸作用易導(dǎo)致潮氣入侵，潮氣聚集于閥片側(cè)面而使側(cè)面絕緣強(qiáng)度下降，在雷擊過(guò)電壓作用下，沿閥片側(cè)面發(fā)生閃絡(luò)后形成電弧通道。閥片發(fā)生側(cè)閃的主要原因是密封不良導(dǎo)致潮氣入侵、閥片側(cè)面的絕緣釉受損或閥片與外側(cè)絕緣間的界面不良等而導(dǎo)致側(cè)面絕緣強(qiáng)度低。由于主變低壓側(cè)避雷器故障，產(chǎn)生的不平衡電流使主變差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作。

5 對(duì)今后的預(yù)防措施建議

5.1 進(jìn)一步加強(qiáng)梳理生產(chǎn)管理流程，明確設(shè)備驗(yàn)收投運(yùn)遺留問(wèn)題的管理職責(zé)及處理流程，防止設(shè)備帶病運(yùn)行。

5.2 建議對(duì)主變?nèi)齻?cè)避雷器改裝帶有避雷器泄漏電流在線監(jiān)測(cè)儀裝置的計(jì)數(shù)器。

5.3 對(duì)避雷器泄漏電流的巡視是發(fā)現(xiàn)缺陷的基礎(chǔ)，定期對(duì)避雷器泄漏電流進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)異常情況應(yīng)及時(shí)采取措施。

5.4 對(duì)已發(fā)生爆炸或有重大缺陷的同廠同期產(chǎn)品，要密切注意其交流泄漏電流的變化。

5.5 避雷器在線紅外診斷是檢測(cè)避雷器缺陷行之有效的技術(shù)手段和重要方法。它具有不停電、不取樣、不接觸，直觀、準(zhǔn)確、靈敏度高及應(yīng)用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)，是避雷器重要的在線檢測(cè)方法。

6 結(jié)束語(yǔ)

運(yùn)行檢修人員在處理主變差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作跳閘故障時(shí)，一定要遵守故障處理原則，結(jié)合診斷性試驗(yàn)數(shù)據(jù)及故障電流、運(yùn)行情況、主變抗短路能力、三側(cè)設(shè)備故障情況等綜合分析，才能準(zhǔn)確分析查明故障原因，為避免以后發(fā)生類似故障提供經(jīng)驗(yàn)。

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作者簡(jiǎn)介：曾生健（1986-），男，漢族，瀘州人，本科學(xué)歷，主要從事電力系統(tǒng)高壓試驗(yàn)工作。