一起220 kV主变差动保护跳闸事故的分析

2022-01-13孙立峰石惠承

光源与照明 2021年7期

孙立峰，石惠承，周迅

国网嘉兴供电公司，浙江嘉兴 314000

0 引言

随着我国供电网络的快速发展，电力供应越发安全可靠，停电限电基本已成过去。其中，220 kV输电线路作为地市级供电网络的骨干，对城市发展和人们生产生活起着关键的作用。因此，保障220 kV主变的安全运行，就是保障220 kV输电线路和保障城市供电、人们用电的基础。

1 事故经过

2021年4月6日15时03分，220 kV乔庄变电站乔#1主变比率差动保护动作，跳开乔#1主变三侧开关（乔221、乔111、乔351），乔#1、乔#2主变低压侧并列运行，未造成其他线路停电，负荷无损失。

2 事故发生前的运行方式

220 kV乔庄站乔#1主变跳闸前运行方式：乔221运行于220 kV南母，乔111运行于110 kV南母，乔351运行于35 kV西母，且乔#1、#2主变低压侧并列运行，方式如图1所示[1]。

图1 220 kV乔庄变一次接线图

3 现场检查情况

在主变跳闸后，运行值班员第一时间汇报调度和主管部门，并申请将主变解除备用、做安全措施，等待保护和试验人员到现场进一步检查[2-3]。

（1）保护动作情况。乔#1主变双套保护动作报告显示，报文及动作电流均一致：22 ms，工频变化量差动动作；23 ms，比率差动动作；46 ms，差动速断动作。差动电流换算为有名值，为IdA=8.65 A，IdB=4.95 A，IdC=3.653 A。

（2）主变本体外观检查。通过外观初步检查，本体油温为36 ℃，无异常升高；乔221、乔111CT三相外观无异常；乔351间隔及相邻设备无异常，但在低压侧母线桥A相支柱绝缘子根部、ABC三相母线桥处发现烧蚀痕迹，如图2所示。

图2 乔#1主变低压侧母线排ABC相间放电痕迹

（3）电气试验情况。对乔#1主变本体取油开展油色谱分析，油样分析结果正常，同时对比乔#1主变的最近一次（2021年3月8日）本体油色谱分析试验报告，各类气体成分含量未发生明显变化。随后对乔#1主变及存在放电痕迹的支柱绝缘子开展诊断性试验，试验项目包括绕组绝缘电阻试验、绕组直流电阻试验、绕组绝缘介质损耗因数试验、套管试验、主变绕组变形试验（短路阻抗法和频率响应法）、支柱绝缘子耐压试验。频率响应法测试主变绕组变形试验结果为高压绕组低频段有轻微变形，短路阻抗法检测结果中高压绕组对中压绕组测试值误差为1.4%，接近规程要求控制值[《输变电设备状态检修试验规程》（Q/GDW 1168—2013）中要求不超过±1.6%]，其他试验项目结果均正常[4-5]。

4 故障情况分析

（1）根据现场检查情况，推断故障点位于乔#1主变低压侧母线桥，如图3所示。

图3 乔#1主变故障点位置

（2）由故障录波器导出的故障波形如图4所示。

图4 乔#1主变低压侧电压、电流及开关量波形图

由波形图可以看出，故障是逐渐发展的过程，可以分为三个阶段：

在0～30 ms段，此时三相电压幅值分别为UA=8.1 V、UB=71.2 V、UC=89 V，推断乔#1主变低压侧至乔351开关间发生A相接地。

在31～45 ms段，此时三相电压幅值分别为UA=3.45 V、UB=1.82V、UC=60 V，三相电流IA=19.6 A、IB=18.72 A、IC= 8.84 A，推断故障发展为AB相间短路，主变两套保护“差动保护”动作出口。

在46～80 ms段，此时三相电压幅值分别为UA=3.69 V、UB=1.65 V、UC=2.95 V，三相电流IA=21.02 A、IB=21.46 A、IC=21.67 A，推断故障发展为ABC三相短路，乔#1主变三侧断路器跳闸，之后故障得到隔离。

5 结论

根据以上情况判断，故障发生在乔#1主变35kV侧母线桥处，三相母线桥灼烧点均偏向上方，呈散状分布，并未在一条横向直线上。首先异物导致乔#1主变35 kV侧母线桥A相接地，随后相继搭接至B相、C相母线桥上，导致AB相间短路并发展为三相短路故障。在短路电流作用下，搭接在母线桥上的异物燃烧、气化，乔#1主变三侧断路器动作跳闸，保护正确动作，将故障隔离[6]。