一起110 kV變電站主變動(dòng)作的原因分析

吳 薇， 汪振中， 楊 松， 張仁標(biāo)， 朱 寶， 胡細(xì)兵

(國(guó)網(wǎng)安慶供電公司， 安徽 安慶 246000)

在電力系統(tǒng)中，變壓器是十分重要的供電元件，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(dòng)保護(hù)可為電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行提供可靠保障，故在電網(wǎng)中具有舉足輕重的作用[1-3]。

本文對(duì)某110kV變電站變壓器差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作的原因進(jìn)行分析，詳細(xì)闡述整個(gè)事件的經(jīng)過(guò)、原因查找分析及應(yīng)對(duì)措施，分析了在相間接地故障情況下，主變的差動(dòng)保護(hù)正確動(dòng)作。通過(guò)對(duì)該110kV變電站主變動(dòng)作實(shí)例的分析，加強(qiáng)電網(wǎng)建設(shè)、加強(qiáng)對(duì)設(shè)備的管理和維護(hù)，減少停電事故，從而保證電網(wǎng)系統(tǒng)穩(wěn)定可靠地運(yùn)行[4,5]。

1 110kV變電站故障前一次設(shè)備運(yùn)行方式

正常運(yùn)行情況下，110kV某變電站故障前一次設(shè)備運(yùn)行方式如圖1所示。

110kV設(shè)備：110kV某變電站110kV 443線帶Ⅰ主變、Ⅱ主變兩臺(tái)主變運(yùn)行，線路518開關(guān)在分位，橋聯(lián)400在合位。

35kV設(shè)備：110kV Ⅰ主變301帶35kV Ⅰ段母線運(yùn)行，Ⅱ主變302帶35kV Ⅱ段母線運(yùn)行，母聯(lián)300在分位。

10kV設(shè)備:Ⅰ主變低壓側(cè)01運(yùn)行在Ⅰ段母線上；Ⅱ主變低壓側(cè)02運(yùn)行在Ⅱ段母線上；母聯(lián)00在分位。

圖1 110kV變電站一次主接線圖

2 故障時(shí)保護(hù)動(dòng)作情況

2014年8月4日17點(diǎn)34分31秒，35kV某一線路310開關(guān)電流Ⅰ段保護(hù)動(dòng)作跳閘，如圖2所示，PSL641數(shù)字式線路保護(hù)裝置給出了35kV 310保護(hù)動(dòng)作報(bào)告。

圖2 35kV310保護(hù)動(dòng)作報(bào)告

2014年8月4日17點(diǎn)34分31秒，110kV變電站Ⅱ主變保護(hù)差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作，跳開Ⅱ主變?nèi)齻?cè)開關(guān)(400、302、02開關(guān))。如圖3所示，告警查詢?cè)敿?xì)記錄了主變動(dòng)作導(dǎo)致廠站遙信變位的情況。

圖3主變保護(hù)動(dòng)作報(bào)告

3 故障處理經(jīng)過(guò)

2014年8月5日17時(shí)40分左右，接調(diào)度通知，某變電站35kV 310線路遭雷擊跳閘，同時(shí)Ⅱ主變差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作，主變?nèi)齻?cè)開關(guān)跳閘。35kV Ⅱ段母線、10kV Ⅱ段母線失電。

檢修試驗(yàn)工區(qū)接到通知后立即準(zhǔn)備相關(guān)備品、備件以及應(yīng)急搶修工具，并組織檢修、試驗(yàn)人員趕至變電站，于18時(shí)30分左右到達(dá)變電站。運(yùn)行人員早已到達(dá)，進(jìn)行了部分故障處理。將遭雷擊的35kV #310開關(guān)及302開關(guān)轉(zhuǎn)為冷備用，將35kV Ⅱ段母線、10kV Ⅱ段母線及所屬間隔恢復(fù)運(yùn)行。搶修人員在現(xiàn)場(chǎng)申請(qǐng)Ⅱ主變轉(zhuǎn)檢修、302開關(guān)及310開關(guān)線路轉(zhuǎn)檢修，辦理了事故搶修手續(xù)后，對(duì)Ⅱ主變進(jìn)行相關(guān)試驗(yàn)、油化驗(yàn)檢查，對(duì)310、302開關(guān)及開關(guān)柜后間隔進(jìn)行了檢查，經(jīng)檢查，302開關(guān)柜后間隔C相支柱瓷瓶炸毀，其他檢查：Ⅱ主變各項(xiàng)試驗(yàn)正常、302、310開關(guān)檢查試驗(yàn)正常、310開關(guān)柜內(nèi)設(shè)備正常。隨即立即聯(lián)系廠家連夜發(fā)貨，到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)后，對(duì)新絕緣支柱試驗(yàn)合格后恢復(fù)302開關(guān)柜支柱。保護(hù)檢修人員對(duì)Ⅱ主變保護(hù)及310開關(guān)保護(hù)進(jìn)行相關(guān)試驗(yàn)未發(fā)現(xiàn)異常。于次日4時(shí)恢復(fù)Ⅱ主變運(yùn)行，恢復(fù)310開關(guān)運(yùn)行。

圖4 主變保護(hù)主保護(hù)定值及故障報(bào)告

4 故障原因及保護(hù)動(dòng)作行為分析

2014年8月4日17點(diǎn)34分31秒110kV變電站Ⅱ主變保護(hù)差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作，跳開主變?nèi)齻?cè)開關(guān)，同時(shí)35kV 310線路開關(guān)電流Ⅰ段保護(hù)與Ⅱ主變差動(dòng)保護(hù)同時(shí)動(dòng)作，跳開310開關(guān)。經(jīng)過(guò)對(duì)變電站該時(shí)間段的故障告警信息進(jìn)行查詢，僅發(fā)現(xiàn)35kV 310線路發(fā)生故障并跳閘。說(shuō)明Ⅱ主變保護(hù)差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作是由此故障引起的，圖4為主變保護(hù)主保護(hù)定值及故障報(bào)告。

通過(guò)對(duì)圖4Ⅱ主變故障錄波圖進(jìn)行詳細(xì)分析可以看出，故障發(fā)生時(shí)主變高壓側(cè)B相電流約1 270 A，中壓側(cè)B相電流約3 820 A(折算至高壓側(cè)為1 220 A，另低壓側(cè)負(fù)荷電流折算至高壓側(cè)約為20 A)，電流大小基本相等，方向相反，疊加后B相差動(dòng)保護(hù)基本無(wú)差流，表明B相為穿越性電流，故障點(diǎn)在Ⅱ主變差動(dòng)保護(hù)范圍外；Ⅱ主變高壓側(cè)C相一次電流為1 160 A，中壓側(cè)C相電流為2 190 A(折算至高壓側(cè)為700 A)，電流數(shù)值相差約440 A，方向相反，經(jīng)折算推導(dǎo)C相差流約為3A(故障錄波顯示差流為2.776 A，差動(dòng)保護(hù)定值為1.32 A)，此電流足以導(dǎo)致差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作跳開Ⅱ主變?nèi)齻?cè)開關(guān)。表明Ⅱ主變中壓側(cè)C相大部分故障電流流出中壓側(cè)流變，即線路存在C相接地短路故障，因存在440 A電流差，說(shuō)明差動(dòng)保護(hù)范圍內(nèi)有C相接地故障存在。

現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)一次班組對(duì)設(shè)備進(jìn)行排查，發(fā)現(xiàn)Ⅱ主變中壓側(cè)302開關(guān)C相帶電顯示傳感器擊穿接地，如圖5所示。此接地點(diǎn)在差動(dòng)保護(hù)范圍內(nèi)，站內(nèi)未發(fā)現(xiàn)其它故障點(diǎn)。

圖5 302開關(guān)柜后間隔C相支柱瓷瓶

由此可得出：Ⅱ主變差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作原因?yàn)椋?014年8月4日17點(diǎn)34分31秒，35kV310線路發(fā)生BC相接地短路，同時(shí)誘發(fā)Ⅱ主變中壓側(cè)302開關(guān)C相帶電顯示傳感器擊穿接地(差動(dòng)保護(hù)范圍內(nèi))，導(dǎo)致差動(dòng)保護(hù)產(chǎn)生較大的差流，造成差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作，Ⅱ主變差動(dòng)保護(hù)正確動(dòng)作。

現(xiàn)場(chǎng)主變故障錄波器未能記錄故障錄波，原因是故障過(guò)程中導(dǎo)致該變電站交流電源系統(tǒng)不穩(wěn)定引發(fā)故障錄波器不能正常工作。變電站不間斷逆變電源裝置直接從變電站現(xiàn)有直流電源取電，向五防監(jiān)控機(jī)、數(shù)據(jù)服務(wù)器、 通信設(shè)備及其它不能停電的設(shè)備供電[6,7]。建議將故障錄波器的交流電源取自不間斷逆變電源裝置，增強(qiáng)供電可靠性。

5 總結(jié)

本文對(duì)110kV變電站主變差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作進(jìn)行了詳細(xì)的分析，原因是35kV 310線路發(fā)生BC相接地短路，導(dǎo)致Ⅱ主變中壓側(cè)302開關(guān)C相帶電顯示傳感器擊穿接地。310開關(guān)正確動(dòng)作，Ⅱ主變差動(dòng)也正確動(dòng)作。在以后的工作中，要總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，一方面要積極做好繼電保護(hù)定期檢查完善，另一方面運(yùn)行人員應(yīng)加強(qiáng)巡查力度，尤其在雷雨天氣，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)變電站一次設(shè)備的檢查，充分考慮變電站內(nèi)的各種情況，針對(duì)可能出現(xiàn)的各種意外做好應(yīng)對(duì)措施，從而保證變電站內(nèi)所有設(shè)備穩(wěn)定、可靠運(yùn)行。本文通過(guò)對(duì)110kV變電站主變差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作的原因分析，針對(duì)變電站現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，提出了相關(guān)解決方案，并經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際驗(yàn)證，為防止今后再出現(xiàn)類似事故提供了寶貴經(jīng)驗(yàn)。