主变压器差动保护跳闸事故分析与处理

摘要：随着国家对新能源产业的大力扶持，风电行业发展迅速。国家电网对升压站设备安全稳定运行提出更高要求。风电场升压站设备相比于火电厂而言，设备数量少、运行方式简单，绝大多数风电场只有一台主变压器。主变压器差动保护动作于变压器跳闸，对于风电场将造成全场风机脱网事故，所以熟练掌握变压器跳闸事故处理从而将事故损失降到最低，对风电场来说意义重大。

关键词：主变压器;差动保护;事故处理

1.变压器差动保护原理

1.1.变压器差动保护的原理

以双绕组变压器为例，变压器纵联差动保护的基本原理图如2-1图所示。

正常运行或外部故障时：

：变压器绕组匝数比，一次绕组匝数比二次绕组匝数。

所以两侧的CT变比应不同，且应使

即： =

变压器差动保护原理图 1-1图

变压器纵差保护的电流互感器变比的选择原则上是两侧CT变比的比值等于变压器的变比。

变压器两组CT之间发生故障时：

变压器的差动电流变化十分明显，近乎等于两倍的故障电流。而在实际保护定值设定时还会加入一定系数，确保保护的可靠性和灵敏性。

1.2.变压器差动保护的特点

通过分析变压器差动保护原理，我们可以总结出变压器差动保护的特点：

（1）变压器差动保护的保护范围固定，与其它保护不存在耦合关系，动作定值的设定不需要考虑保护区外相邻元件保护动作值和动作时限。

（2）变压器差动保护能够保护构成变压器差动保护的专用CT之间的所有电气设备及引出线，而保护范围之外的部分发生故障，对变压器差动保护影响很小，通过设定合理的差动动作定值，可以很好地躲过其影响。

（3）变压器差动保护使用专用CT，大大减少了保护故障率。

2.变压器差动保护动作故障现象分析

变压器保护动作后，现场人员第一时间做出应对处理，而故障现象分析是故障处理的基础。

2.1.变压器故障分类

油浸自冷式变压器故障按照故障发生位置通常把变压器故障划分为油箱内部故障和油箱外部故障两大类。

变压器内部故障：三相绕组之间的两相相间短路、三相相间短路或相间短路并接地故障;绕组部分线圈之间的匝间短路故障;变压器内部绕组单相接地故障;变压器铁心故障。

变压器油箱外部故障：变压器引出线的相间短路故障;变压器套管破裂漏油造绝缘降低，引线对变压器外壳放电;套管污闪、缘子污闪。

2.2.变压器差动保护故障现象分析

变压器差动保护正确动作，变压器高低压侧开关跳闸，隔离变压器达到保护变压器的目的。变压器差动保护是电量保护，可以从三个方面分析和检查故障现象：后台监控系统报警信号、系统数据和开关跳闸信号;保护装置报警信号、故障信息和故障录波记录的故障信息;就地变压器的故障现象。

2.3.后台报警信号分析

警铃、喇叭响，后台报“变压器差动保护动作，故障电流数据，故障相，故障时间，变压器高、低压测开关跳闸、开关变位、红闪，变压器故障录波启动。”其它设备保护动作、启动信息，后台监控显示变压器电压、电流、功率为零。

2.4.保护装置和故障录波信息分析

保护装置信息：与后台核对保护名称、保护动作时间、保护动作电流、故障相;故障录波信息：保护名称、保护动作时间、保护动作电流、故障相，故障前后电流电压波形、零序电流电压波形变化情况。

2.5.就地变压器的故障现象分析

就地开关已分闸;变压器外部有无明显故障点，包括引出线、套管、绝缘子有无放电击穿，有无异物搭接;如果变压器重瓦斯保护同时动作，应对变压器瓦斯保护动作现象进行检查。

3.变压器差动保护动作事故处理

我们以某风电场110kV升压站为例对变压器差动保护动作造成变压器跳闸事故进行分析、处理。

变压器差动保护动作事故可以分五步进行处理：故障上报与故障现象分析、故障点查找、倒闸操作及安全措施设定、设备检修、恢复运方。这五个事故处理的基本环节环环相扣、相辅相成，构成解决主变压器跳闸事故的完整链节。

3.1.故障上报与故障现象分析

风电场升压站属于上网电站，风机、220kV及以上电压等级输电设备属于省调管辖，35kV母线及SVG属于地调管辖，发生主变压器跳闸事故后需要第一时间电话汇报调度。对于跳闸事故相关信息进行汇报：例如，跳闸设备双重名称、保护名称、动作值与保护定值、故障测距等。同时，值班人员同步向值长、站长、专工等逐级汇报，以便安排人员进行事故分析、处理等后续工作展开。

3.2.故障點查找

故障点查找要以故障现象为根据，变压器差动保护范围是主变压器高、低压侧CT之间的电气设备，故障点查找时我们也是在这个范围内进行。

当变压器内部故障时，一般情况下重瓦斯保护会同时动作。变压器油箱内部发生故障不能够直观看到，只有对变压器做解体检查时才能看到具体的故障点。我们在变压器发生故障跳闸时，不可能在没有明显的故障现象的情况下对变压器做解体检查，并且变压器解体检查只有专业能力的变压器厂家才能做。我们判断变压器故障要从外部的现象来推测、判断变压器故障和通过对变压器油的化验来判断。

主变高压侧GIS设备内部故障伴随着SF6气室压力瞬时升高、GIS套管爆炸、GIS短引线气室漏气导致压力降低等现象。

3.3.倒闸操作及安全措施设定

故障点确定以后，现场运维人员需根据《国家电网公司电力安全工作规程》进行检修工作前安全措施设定。倒闸操作实际就是做安全措施的一部分，根据调度指令进行运方调整。按照电气工作票的要求，进行停电、验电、接地、悬挂标识牌和装设遮拦等安全措施。

3.4.设备检修、恢复运方

为确保设备检修能够安全、顺利，设备检修故障后不再复现，要根据设备损害程度制定四措一案，经过专工审批后执行。变压器检修，要按照变压器检修、验收、投运前试验、变压器冲击等几步进行。

恢复运方是按照调度指令进行倒闸操作过程，属于故障处理收尾工作，也是运维人员基本技能。操作前设备状态检查，确保检修工器具无现场遗留、人员全部撤离、工作全部终结、安全措施已恢复。

4.总结

本文主要从变压器差动保护原理、保护动作现象、保护动作后的事故处理三个方面进行了讲解，对事故处理中可能运用到的相关知识和知识拓展进行梳理，为此类事故的处理理清了思路，能够作为主变压器跳闸事故处理借鉴参考，对风电场升压站运维人员故障处理具有指导意义。

参考文献

[1] 变电站异常运行处理及反事故演习.中国电力出版社，2016

[2] 变电运维技能培训教材.北京：中国电力出版社，2015

作者简介 ：

王婵婵，女，民族：汉族，学历：硕士，单位：聊城市技师学院，职称：助理讲师，