110kV變電站主變差動保護(hù)動作原因分析

虎志遠(yuǎn)

（國網(wǎng)河南新密市供電公司，河南 新密 452370）

變壓器是電力系統(tǒng)中的重要供電元件，具有改變電壓、傳遞電能的作用，是保障電網(wǎng)安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的基礎(chǔ)。其運(yùn)作的可靠性關(guān)乎變電站的整體安全，一旦出現(xiàn)故障，將嚴(yán)重影響供電可靠性和電網(wǎng)穩(wěn)定性。變壓器差動保護(hù)可為電網(wǎng)安全、穩(wěn)定運(yùn)行提供可靠保證，在電網(wǎng)中具有舉足輕重的作用。本文結(jié)合一起主變差動保護(hù)動作的事故，通過檢查現(xiàn)場的電力設(shè)備和事故記錄，分析變壓器差動保護(hù)跳閘的原因，為類似事故提供參考與借鑒。

一、現(xiàn)場檢查情況

（一）事故相關(guān)運(yùn)行方式的了解

該站現(xiàn)有1臺110kV變壓器，Y/Y/△繞組類型。110kV、35kV和6kV母線全部采用單母接線。110kV側(cè)為電源端，其它兩側(cè)為負(fù)荷側(cè)。35kV中性點(diǎn)隔離開關(guān)在變壓器正常運(yùn)行時(shí)拉開，在操作35kV側(cè)開關(guān)操作時(shí)合上。

（二）值班員記錄

2019年4月23日19時(shí)55分左右，事故音響喇叭響起，主變?nèi)齻?cè)181、381、681開關(guān)位置信號燈綠燈閃光，#1主變控制屏“差動保護(hù)動作”、“充電機(jī)保護(hù)故障”、35kV屯平線384開關(guān)保護(hù)屏“告警”氖燈亮，其“告警”光字牌亮。當(dāng)時(shí)檢查主變瓦斯繼電器內(nèi)無氣體，壓力釋放閥未動作。后來報(bào)告說35kV側(cè)屯平線發(fā)生短路（特殊用戶）。

（三）故障錄波器記錄

本站沒有設(shè)錄波器裝置。我們到現(xiàn)場時(shí)運(yùn)行單位已經(jīng)對保護(hù)做過保護(hù)特性試驗(yàn)，故障時(shí)的主變保護(hù)裝置內(nèi)的故障報(bào)告已被沖掉，無法從變壓器保護(hù)裝置內(nèi)提取當(dāng)時(shí)的故障錄波記錄。通過上一級變電站缶石站錄波器對缶屯線故障錄波記錄檢查，發(fā)現(xiàn)當(dāng)時(shí)缶屯線錄波啟動，記錄為B、C兩相啟動錄波，從波形可看出B、C兩相波形反相，幅值接近，其下一級相鄰元件可能發(fā)生B、C兩相相間短路。

二、檢查情況

二次檢修班負(fù)責(zé)人接到地調(diào)通知該站1號主變差動保護(hù)動作情況后立即出發(fā)到達(dá)現(xiàn)場。經(jīng)檢查1號主變保護(hù)裝置故障報(bào)文為BC相短路，比例差動動作，故障電流5.51倍Ie，動作時(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1號主變及三側(cè)設(shè)備進(jìn)行了仔細(xì)檢查，在對1號主變本體檢查中發(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號主變保護(hù)裝置保護(hù)定值：差動電流啟動值1.05A（0.3Ie），差動速斷定值21.0A（6Ie），故障電流是5.51Ie（19.285A）達(dá)到比率差動動作值，未達(dá)到差動速斷動作值，保護(hù)比率差動動作，1號主變保護(hù)動作正確。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1號主變進(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)真對近區(qū)遭受故障的該變電站1號主變進(jìn)行了診斷性試驗(yàn)，試驗(yàn)項(xiàng)目如下：短路阻抗測量、繞組頻率響應(yīng)分析、主變本體介損及電容量測試、絕緣油診斷性試驗(yàn)（油簡化試驗(yàn)及色譜分析）、繞組直流泄漏電流測量、繞組絕緣電阻、直流電阻測試等，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。

三、原因分析

變電站為2008年的基建工程，施工單位為甲電建公司。工程內(nèi)容為新增110kV的1、2號進(jìn)線間隔（2號沒有出線電纜）、110kV的I、II段母線、1號主變和內(nèi)橋開關(guān)間隔。當(dāng)時(shí)，110kV的電纜只有1號進(jìn)線。

按照圖紙要求，在1號主變保護(hù)屏處短接橋開關(guān)電流。2016年，主變租賃工程新增2號主變，施工單位為乙電建公司。工程內(nèi)容為新增設(shè)備2號主變和110kV的2號進(jìn)線電纜，沒有涉及到1號主變。由于前期工程投運(yùn)時(shí)1號主變差動保護(hù)中的內(nèi)橋側(cè)電流在保護(hù)屏處短接，施工人員未考慮2號進(jìn)線供1號主變運(yùn)行或合環(huán)操作時(shí)，1號主變差動保護(hù)無法采集內(nèi)橋電流，因此造成1號主變差動保護(hù)誤動作。

當(dāng)110kV的兩條進(jìn)線進(jìn)行合環(huán)操作時(shí)，從110kV溪環(huán)線保護(hù)提供的波形進(jìn)行估算，合環(huán)電流大于600A。原本進(jìn)入1號主變差動保護(hù)的電流為主變負(fù)荷電流，但700開關(guān)CT的繞組短接。此時(shí)，1號主變差動保護(hù)的電流為合環(huán)電流（負(fù)荷電流可以忽略不計(jì)），超過差動保護(hù)的動作值0.65Ie（Ie指根據(jù)變壓器的實(shí)際容量求到的額定電流的標(biāo)么值，273A），差動保護(hù)動作出口跳開高低壓側(cè)開關(guān)。

四、防范措施

（一）改進(jìn)措施之一

將線路L側(cè)零序差動定值提高，以躲過最大不平衡電流。

（二）改進(jìn)措施之二

增加變壓器的涌流抑制器，以減小在變壓器合閘過程中產(chǎn)生的勵磁涌流，從而使得變壓器合閘時(shí)產(chǎn)生的直流分量減小，以避免由于電流互感器對直流分量的傳變特性不一致而導(dǎo)致零序差動保護(hù)誤動作。

（三）改進(jìn)措施之三

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)遺留問題的管理職責(zé)及處理流程，防止設(shè)備帶病運(yùn)行。

結(jié)語

隨著電網(wǎng)規(guī)模日益擴(kuò)大，電力系統(tǒng)的復(fù)雜程度越來越高。這次主變送電過程中產(chǎn)生如此大的直流分量是所有人沒有想到的，所以才會三次送電，對系統(tǒng)造成了不必要的沖擊。對系統(tǒng)中出現(xiàn)的新現(xiàn)象、新問題，我們基層繼電保護(hù)人員要勤思考、多研究，才能適應(yīng)新時(shí)期電力工作的要求，更好地完成本職工作。