110 kV变电站姚1#主变差速保护动作事故分析

周晓娟,武德起,马丽丽



110 kV变电站姚1#主变差速保护动作事故分析

周晓娟1,武德起1,马丽丽2

1. 河南机电职业学院, 河南 新郑 451191 2. 国网安阳供电公司, 河南 安阳市 455000

本文介绍了110 kV某变电站姚#1主变差动保护动作跳闸事故的相关情况。通过对现场相关运行方式、保护动作情况、变压器及变压器保护的检查、保护动作解析等对姚#1主变差动保护动作事故进行了仔细分析，对于主变差动保护动作的原因进行了准确的定位，这就大大缩短了恢复送电的时间，从而减少了用电用户因为停电时间久使得产品报废的损失，同时也为其它变电站在相似故障分析处理方面提供了借鉴的经验。

差动保护; 事故跳闸; 变压器

在电力系统中，电力网的一个重要环节是继电保护。电力变压器可靠运行与否，与主变差动保护的关系息息相关，主变差动保护在电力网中的作用举足轻重。主变差动保护故障后的分析及迅速及时处理问题是电力设备正常可靠运行的保障[1,2]。

目前变压器的危机保护装置采用差动元件，这种差动元件具有比率制动的特性。一方面是为了提高故障发生时的灵敏性，另一方面能够迅速可靠地躲过在外部故障发生时所产生的不平衡电流。以此保障在外来故障时，避免了生聚堆误动作的发生[3]。在实际运行时，由于受到诸如变压器两侧电流互感器暂态特性存在差异或者特性不一致、电流互感器差动绕组二次回路连接不良或者是多点接地以及保护装置定值整定没有符合操作要求等多种因素的影响，差动保护误动作的事故仍然发生。

2016年7月26日，姚1#主变停电处缺工作结束，恢复运行，7月27日0时54分合上姚351开关后953 ms，姚1#主变差动速断保护动作，林姚2、姚351开关跳闸，故障电流18.525 A（差速定值17 A，0 S），110 kV姚村变电站全站失压。

图 1 110 KV某变电站运行方式接线图

1 故障时运行方式

林姚2合位，姚11东表合位，姚351合位，姚35东表合位。

2 故障报文

在故障发生以后，我们通过查看后台机、1#主变保护屏设备，得到如下装置的报文信息，故障 报文情况如表1所示。

表 1 故障报文

3 事故分析

合上姚351开关后约35 ms，姚1#主变压器的高压和中压侧AC相均产生了相位相反幅值相同的故障电流，由电流波形图可以判定出系统故障出现在AC相间是由于短路引起的；高、中压侧同相电流相位相反但幅值相同[4]，判定故障电流由110 kV母线经姚351CT流至故障点，故障点在主变差动保护区外，另故障电流较小；差动保护（差速动作值为17 A，差动动作值1.4 A）及后备保护（高复压过电流的定值为4.3 A，2.1 S跳三侧；中复压过流I段定值5.5 A，600/5，1.9S跳351）启动。

在故障后约33 ms，AC相间短路故障转为ABC三相短路故障，故障电流增大，仍由110 kV母线经过姚351 CT流至故障点，故障点在主变差动保护区外，差动保护、后备保护都没有动作。

故障发生后，在953 ms时，姚351 C相的故障电流消失不见，高压侧的故障电流没有没有发生任何变化，可以判定故障点转移至姚351 CT与姚1#变35 kV侧套管之间（差动保护动作区内），随即B相、A相故障点也依次转移至姚1#变35 kV侧套管之间，中压侧三相故障电流全部消失，故障电流继续由110 kV母线流向故障点，姚1#主变差速保护出口，经保护装置本身的固有动作时间、开关的固有动作时间，林姚2、姚351开关跳开，故障点被切除，于故障后1043 ms，故障电流消失。

4 结论

故障发生于故障点k1（如图2）时，即姚351 CT与姚35 kV母线之间或者35 kV母线上，位于主变差动保护的动作区外，且故障时间为950 ms左右，主变高、中后备保护的动作延时未到，故后备保护没有动作。当故障点转移到k2（如图），此时进入主变差动保护动作区，同时故障电流增大且超过差动速断定值，主变差动速断保护动作于跳闸。

跳闸后，经检查姚351甲刀闸至姚35 kV母线间烧蚀较为严重（故障点k1），35 kV母线桥下引致姚35 kV甲刀闸之间铜排有轻微烧蚀（故障点k2），未发现明显故障点；在姚35 kV母线及母线桥上进行绝缘试验，绝缘阻值很低；综上所述分析，由于故障由k1点转至k2点时，差速保护动作较快，未对k2点造成重大损害，姚1#主变差动速断保护动作行为正确。

图 2 110 kV某变电站故障时运行方式接线图

5 结语

差动保护在保证变压器的正常运行中，起着举足轻重的作用。为了保证变压器的正常运行，在对差动保护动作的原因进行分析的时候，就要大大加强。同时要有行之有效并且及时的处理方案，从而保证变压器运行的稳定性和可靠性，这就位电力网的正常稳定安全运行提供了重要的保障[1,2]。本文通过对主变差动保护动作的原因进行了分析，并迅速确定了原因，从而进行了行之有效的处理方法，为快速回复送电提供了条件，从而减少了用电用户因为停电时间久使得产品报废的损失，同时也为其它变电站在相似故障分析处理方面提供了借鉴的经验。

[1] 刘仲钦.浅析35 kV康禾站#1主变差动保护动作事故[J].科技资讯,2017(28):36-39

[2] 袁文嘉,李敏霞,姬希军.一起区外故障引起主变差动保护动作的分析[J].电力系统保护与控制,2009(23):130-136

[3] 耿卫星,刘春玲,吴丽红,等.一起110kV主变差动保护误动事故分析及对策[J].变压器,2010(12):43-45

[4] 于培杰,舒逸石,段少辉.一起转换性故障引起主变差动保护动作的分析[J].机电信息,2011(12):11-13

Analysis on Breakdown of Differential Protection against Yao 1# Main Transformer in a 110 kV Substation

ZHOU Xiao-juan1, WU De-qi1, MA Li-li2

1.4511912.455000

This paper describes the related situation of differential protection tripping accident of Yao #1 main transformer in a substation of 110 kV. Through careful analysis of the differential protection operation accident of Yao #1 main transformer, through the relevant operation mode of the site, the protection operation conditions, the inspection of the protection of the transformer and the transformer, and the analysis of protection actions, the exact cause of the differential protection action of the main transformer was accurately determined. It also provides the preconditions for rapid restoration of power transmission, enabling users to reduce product scrap due to long power outages and provide a reference for similar failure analysis.

Differential protection; accidental trip; transformer

TM773

A

1000-2324(2019)01-0167-02

10.3969/j.issn.1000-2324.2019.01.038

2018-01-06

2018-03-01

河南省科技攻关项目(182102210274)

周晓娟(1982-),女,硕士,副教授,主要研究方向:电力系统经济运行与控制. E-mail:zhouxiaojuan0371@ 163.com