一起110 kV变电站主变动作的原因分析

吴 薇， 汪振中， 杨 松， 张仁标， 朱 宝， 胡细兵

(国网安庆供电公司， 安徽 安庆 246000)

在电力系统中，变压器是十分重要的供电元件，一旦出现故障将严重影响供电可靠性和电网稳定性。变压器差动保护可为电网安全稳定运行提供可靠保障，故在电网中具有举足轻重的作用[1-3]。

本文对某110kV变电站变压器差动保护动作的原因进行分析，详细阐述整个事件的经过、原因查找分析及应对措施，分析了在相间接地故障情况下，主变的差动保护正确动作。通过对该110kV变电站主变动作实例的分析，加强电网建设、加强对设备的管理和维护，减少停电事故，从而保证电网系统稳定可靠地运行[4,5]。

1 110kV变电站故障前一次设备运行方式

正常运行情况下，110kV某变电站故障前一次设备运行方式如图1所示。

110kV设备：110kV某变电站110kV 443线带Ⅰ主变、Ⅱ主变两台主变运行，线路518开关在分位，桥联400在合位。

35kV设备：110kV Ⅰ主变301带35kV Ⅰ段母线运行，Ⅱ主变302带35kV Ⅱ段母线运行，母联300在分位。

10kV设备:Ⅰ主变低压侧01运行在Ⅰ段母线上；Ⅱ主变低压侧02运行在Ⅱ段母线上；母联00在分位。

图1 110kV变电站一次主接线图

2 故障时保护动作情况

2014年8月4日17点34分31秒，35kV某一线路310开关电流Ⅰ段保护动作跳闸，如图2所示，PSL641数字式线路保护装置给出了35kV 310保护动作报告。

图2 35kV310保护动作报告

2014年8月4日17点34分31秒，110kV变电站Ⅱ主变保护差动保护动作，跳开Ⅱ主变三侧开关(400、302、02开关)。如图3所示，告警查询详细记录了主变动作导致厂站遥信变位的情况。

图3主变保护动作报告

3 故障处理经过

2014年8月5日17时40分左右，接调度通知，某变电站35kV 310线路遭雷击跳闸，同时Ⅱ主变差动保护动作，主变三侧开关跳闸。35kV Ⅱ段母线、10kV Ⅱ段母线失电。

检修试验工区接到通知后立即准备相关备品、备件以及应急抢修工具，并组织检修、试验人员赶至变电站，于18时30分左右到达变电站。运行人员早已到达，进行了部分故障处理。将遭雷击的35kV #310开关及302开关转为冷备用，将35kV Ⅱ段母线、10kV Ⅱ段母线及所属间隔恢复运行。抢修人员在现场申请Ⅱ主变转检修、302开关及310开关线路转检修，办理了事故抢修手续后，对Ⅱ主变进行相关试验、油化验检查，对310、302开关及开关柜后间隔进行了检查，经检查，302开关柜后间隔C相支柱瓷瓶炸毁，其他检查：Ⅱ主变各项试验正常、302、310开关检查试验正常、310开关柜内设备正常。随即立即联系厂家连夜发货，到达现场后，对新绝缘支柱试验合格后恢复302开关柜支柱。保护检修人员对Ⅱ主变保护及310开关保护进行相关试验未发现异常。于次日4时恢复Ⅱ主变运行，恢复310开关运行。

图4 主变保护主保护定值及故障报告

4 故障原因及保护动作行为分析

2014年8月4日17点34分31秒110kV变电站Ⅱ主变保护差动保护动作，跳开主变三侧开关，同时35kV 310线路开关电流Ⅰ段保护与Ⅱ主变差动保护同时动作，跳开310开关。经过对变电站该时间段的故障告警信息进行查询，仅发现35kV 310线路发生故障并跳闸。说明Ⅱ主变保护差动保护动作是由此故障引起的，图4为主变保护主保护定值及故障报告。

通过对图4Ⅱ主变故障录波图进行详细分析可以看出，故障发生时主变高压侧B相电流约1 270 A，中压侧B相电流约3 820 A(折算至高压侧为1 220 A，另低压侧负荷电流折算至高压侧约为20 A)，电流大小基本相等，方向相反，叠加后B相差动保护基本无差流，表明B相为穿越性电流，故障点在Ⅱ主变差动保护范围外；Ⅱ主变高压侧C相一次电流为1 160 A，中压侧C相电流为2 190 A(折算至高压侧为700 A)，电流数值相差约440 A，方向相反，经折算推导C相差流约为3A(故障录波显示差流为2.776 A，差动保护定值为1.32 A)，此电流足以导致差动保护动作跳开Ⅱ主变三侧开关。表明Ⅱ主变中压侧C相大部分故障电流流出中压侧流变，即线路存在C相接地短路故障，因存在440 A电流差，说明差动保护范围内有C相接地故障存在。

现场经一次班组对设备进行排查，发现Ⅱ主变中压侧302开关C相带电显示传感器击穿接地，如图5所示。此接地点在差动保护范围内，站内未发现其它故障点。

图5 302开关柜后间隔C相支柱瓷瓶

由此可得出：Ⅱ主变差动保护动作原因为，2014年8月4日17点34分31秒，35kV310线路发生BC相接地短路，同时诱发Ⅱ主变中压侧302开关C相带电显示传感器击穿接地(差动保护范围内)，导致差动保护产生较大的差流，造成差动保护动作，Ⅱ主变差动保护正确动作。

现场主变故障录波器未能记录故障录波，原因是故障过程中导致该变电站交流电源系统不稳定引发故障录波器不能正常工作。变电站不间断逆变电源装置直接从变电站现有直流电源取电，向五防监控机、数据服务器、 通信设备及其它不能停电的设备供电[6,7]。建议将故障录波器的交流电源取自不间断逆变电源装置，增强供电可靠性。

5 总结

本文对110kV变电站主变差动保护动作进行了详细的分析，原因是35kV 310线路发生BC相接地短路，导致Ⅱ主变中压侧302开关C相带电显示传感器击穿接地。310开关正确动作，Ⅱ主变差动也正确动作。在以后的工作中，要总结经验，一方面要积极做好继电保护定期检查完善，另一方面运行人员应加强巡查力度，尤其在雷雨天气，应加强对变电站一次设备的检查，充分考虑变电站内的各种情况，针对可能出现的各种意外做好应对措施，从而保证变电站内所有设备稳定、可靠运行。本文通过对110kV变电站主变差动保护动作的原因分析，针对变电站现场实际情况，提出了相关解决方案，并经过现场实际验证，为防止今后再出现类似事故提供了宝贵经验。