因电焊引起的主变差动保护误动原因分析和对策

张峰 赵永军 杨志琴 王必平

摘 要：本文介绍了油田变电站接地系统过程中由于现场电焊作业措施不当造成的变压器差动保护动作引起的断路器跳闸事故，从而分析事故原因，发现存在问题以及提出了解决问题的对策，对加强设备验收管理，加强规程学习、应用具有较好的现实意义。

关键词：差动保护；电焊作业；二次回路多点接地

中图分类号：TM772 文献标识码：A 文章编号：1674-3520（2014）-01-0208-01

电力变压器是电力系统中使用十分普遍而且十分重要的电气设备，一旦故障将给电力系统的正常运行及供电可靠性带来严重影响。变压器的故障分为内部故障和外部故障，其中内部故障是指油箱内发生的故障，有绕组的相间短路、接地短路、匝间短路等，为了保证电力系统安全可靠地运行，根据变压器的内部故障、异常情况等常设以下保护：瓦斯保护、差动保护、过流保护等，而差动保护是反映变压器内部故障的主保护之一，其动作原理是：当保护区内发生短路性故障時，变压器各侧电流互感器的二次回路将产生大小基本相同，相位不同的短路电流，这些短路电流的向量和即差流值达到一定值时，差动保护装置动作，跳开变压器各侧断路器。但是在实际工作中，由于各种原因变压器在没有发生故障时继电保护装置也可能发生误动作，造成变压器非正常停运，影响正常生产。本文就是一起因电焊引起的变压器差动保护误动分析文章。

一、事故描述

2013年以来，按照油田的统一安排，对辖区110kV变电所接地网系统进行改造，其中110kV金堤变接地系统改造就是本次改造的内容之一。2013年7月5日那天，施工单位一直在进行接地系统改造。在下午17点20：55时，变电站值班人员在计算机后台中发现I、II号主变差动保护启动，而且一直在频繁发该信号，当时有关人员没有引起足够重视，直到18：05，出现了II主变差动保护动作，差动电流=6.755A，结果使该变电站II号主变三侧断路器跳闸，II号主变失电，但由于当时两台主变并列运行，所以没有造成严重后果。

二、原因分析

施工发生后运行立即制止施工人员现场作业，并及时报告有关部门和领导。相关人员到底现场后，对现场情况进行了了解，包括变压器运行情况、二次回路以及外部故障等，未发现任何问题。当询问施工人员时，施工人员描述当时正在II号主变110kV侧断路器112开关端子箱处进行焊接作业，初步判断本次主变保护动作与焊接作业有关，当场要求施工单位拿出施工安全作业措施，不得使用电焊作业在端子箱上焊接，要求改用电钻作业，以避免类似事故再次发生，同时要求值班运行人员加强监视，一旦发现问题及时汇报，但当时没有对本次事故进行进一步调查。

但对这一现象，检修人员及时进行了分析，初步分析存在两点接地是造成本次事故的可能原因，但在112开关端子箱处施工时已经将接地点解除了，所以当时为了保证设备可靠运行，只要求施工单位拿出措施防止类似事故再次发生，没有对事故原因进行进行全面的查找，待今后合适机会进一步查找处理。

7月9日，值班人员再次发现后台机出现了主变差动保护启动告警信号，他们立即报告了有关领导和调度部门，于是立即派出检修部门上去查找事故原因，同时立即停止施工作业，从现场看，由于施工人员没有按照制定的措施作业，依旧采用了电焊焊接作业。检修人员对现场情况进行了查找，发现II主变112断路器二次回路在控制室内端子排上还存在一个接地点，尽管施工人员在电焊作业时把112端子箱内的接地点进行了断开处理，但又由于控制室内仍然存在一个接地点，这样再用电焊机焊接时，电焊机的副边一端接焊钳，另一端接被焊物，电焊电流经电流互感器二次侧、电流继电器、电流表分别形成了回路，电焊电流大大超过了电流继电器的动作整定值，因此造成II号变压器差动保护动作。本次查找出来的结果与原先分析判断完全吻合。

现场二次回路示意图： 对应的等效电路图：

从等效电路可以看出：加在112开关端子箱的电焊机电压U，分别通过A、B、C、N四个并列回路与接地网构成了回路，接地网回路电阻较大，现场测试大约在几十欧姆，而A、B、C、N回路电阻较小，大约在零点几欧姆到一欧姆多，所以在现场电焊机电压作用下将产生较大电流，从而造成了主变差动保护动作，从后台机故障录波分析看到，通过A、B、C三相最大电流值为：Ia=18.75A，Ib=17.85A，Ia=17.60A，这个电流已经大大高于差动保护动作值了，于是在电焊作业中造成了变压器保护动作引起三侧开关跳闸事故。

三、防患对策

针对本次事故，为了避免同类事故再次发生，举一反三，对油田所有的变电站二次回路进行了一次普查，严格按照《国家电网公司十八电网重大反事故措施》和《继电保护和安全自动装置技术规程技术规程》规定要求：电流互感器的二次回路必须有且只能有一点接地，一般在端子箱经端子排接地.但对于有几组电流互感器连接在一起的保护装置，则应在保护屏上经端子排接地。结果发两点接地和多点接地达十几处，其中一些6kV设备等，由于还在带电运行而且二次线在柜内不容易检查，目前还不能做出很好判断，需要在有停电机会是在进行检查处理。只有严格按照规程要求，才有可能避免同类情况的发生，从而保障电网设备平稳运行。

四、结束语

从本次跳闸事故可以看出，施工人员的水平是保障电网安全的第一道关，设备调试验收人员的工作责任心和对规程的学习、理解、执行也是保障电网安全的重要因素，只有大家共同努力才能更好的的保障电网平稳运行。调试通过这起事故也为我们提供了一种分析问题、解决问题的方法，对实际工作也具有一定的指导意义。