一起110kV中心变电站主变三侧开关跳闸的故障剖析

徐洪群

摘要：伴随着重我国电力工业的飞速发展，电网结构日趋复杂化，电力系统的稳定问题日益突出。本文针对一起110kV中心变电站主变三侧开关跳闸的故障进行分析研究，从故障信号发出到，工作人员根据有关的导则进行现场排查分析，采取相应的措施并提出防范建议，避免同类事故的再次发生，保证电网的安全、可靠运行，仅供同仁参考。

关键词：变电检修；110kV电网；安全监督；跳闸

中图分类号：U665.12文献标识码：A 文章编号：

众所周知，变压器出现故障的情况一般比较少，但是事故发生之后，一定会对部分用户的供电情况造成影响，而且变压器作为变电站的主要设备，修复处理时间比较长，造成的经济损失很严重。

1.故障案例分析

某110kV中心变1#主变三侧开关跳闸，值班员检查发现1#主变高压侧121开关过流Ⅱ段Ⅰ时限保护动作跳闸，动作电流 Ia=7.18A , Ib=6.01A , Ic=2.31A。事故发生后，调度室当即下令转用2#主变，但由于2#主变在冷备用状态，因此，此次事故造成全站失压40分钟。同时，生产技术部当即组织试验检修班人员到现场对事故发生的原因进行检查和分析，引起主变后备保护动作的原因可能有以下几种：

（1）变压器高压侧短路；

（2）变压器中压侧短路；

（3）变压器低压侧短路；

（4）主变差动保护范围内发生故障，差动保护失灵；

（5）后备保护误动；

（6）中、低压线路故障，线路保护拒动，引起主变后备保护跳闸。

2.主变基本情况及事故分析报告

2.1.主变基本情况

110kV中心变电站基本情况：主变容量2×63000kVA，4回110kV线路，4回35kV线路，11回10kV线路。肩负着整个城区的供电，一旦全站失压，将会造成全县大面积停电。

2.2对事故进行检测试验

结合生产技术部分析可能发生的原因，并根据《电力设备预防性试验规程》Q/CSG10007-2004的要求对1#主变进行了试验，试验数据如下：

对各侧开关进行升流试验：各侧开关保护均能可靠发出信号动作跳闸；对1#主变进行绝缘电阻、吸收比和介质损耗试验，1#主变试验数据如下表：

经过对主变各侧绝缘电阻、吸收比和介质损耗进行检查及试验，通过对数据进行分析，排除事故原因估计中的第⑴至⑸项可能出现主变后备保护动作的影响。

2.3检查35kV线路

经过对主变高压侧、中压测、低压侧的检查和试验，未发现造成主变后备保护动作的原因，因此需要进一步检查。在检查35kV各线路保护装置过程中，发现以下35kV线路出现保护动作信息：

（1）首先，35kV中平325线出现零序过压报警，动作参数如下：

Ua=67.8 V, Ub=118.5V , Uc=111.9V , Uab=50.7V, Ubc=61.8 V, Uca=66.2 V,3U0=177.5 V;

（2）随后，35kV中潞323线出现小电流接地报警，动作信息如下：

Ua=46.2 V, Ub=63.82V , Uc=61.2V , Uab=92.4V, Ubc=101.8 V, Uca=100.2 V,3U0=16.49 V; Ia=0.25A , Ib= 0.9A , Ic=0.83A。

通过对35kV线路进行检测试验，发现线路单相接地短路故障时，该出线保护仅动作报警，线路可继续运行1-2小时。因此，可知当电网两条线路同时出现单相接地报警时，反映系统的即是两相接地短路故障，但低电压无法满足中压侧321开关复合低电压闭锁过电流Ⅰ段保护，以及高压侧121开关复合低电压闭锁过电流Ⅰ段保护复合低电压的动作要求。1#主变110kV侧电流升高，满足过电流Ⅱ段Ⅰ时限保护电流元件动作要求，高压侧121开关作为10kV及35kV出线远后备保护动作跳闸。经检查，中心变1#主变、2#主变保护定值如下表格：

从上表数据得知，1#、2#110kV侧121开关、122开关主变过流Ⅱ段Ⅰ时限保护整定值，没有投入“复合电压闭锁”保护；同时，1#、2#主变321开关、322开关过电流Ⅰ段保护Ⅰ时限，投入“复合电压闭锁”保护。

2.4事故原因分析

可初步判断1#主变后备保护动作的原因是35kV中平325线、35kV中潞323线同时接地故障，导致了动作时电流、电压无法满足主变中压侧的保护动作条件，但动作电流已达到主变高压侧过电流Ⅱ段Ⅰ时限保护条件而动作跳闸。因此，需要到现场检测造成35kV中平325线、35kV中潞323线同时接地的具体原因，查看是否因为外部受力造成还是线路本身状态导致。因此，根据电网运行实际情况，建议修改主变后备保护定值：

⑴调整1#、2#110kV侧121开关、122开关主变过流Ⅱ段Ⅰ时限保护整定值，投入该项保护的“复合电压闭锁”；

⑵调整1#、2#主变321开关、322开关过电流Ⅰ段保护Ⅰ时限，退出该项保护的“复合电压闭锁”。

3.防范措施

为了保障变电站的可靠有效运行，可以通过以下几方面进行防范：

（1）首先从设备选择时开始，在选择变压器等主要设备时，要严格把好质量关口，避免这些设备在工艺结构方面存在设计上的缺陷。从设备安装、改造和大修工程验收等环节加强管理，特别是可能存在隐蔽的部分检查和验收工作，要始终保证设备可以安全运行。设备安装运行之后，做好变压器维护工作，对其进行定期的维修和监测。

（2）工作人员必须加强运行管理工作，进行现场设备巡视检查时，必须要严格按照设备运行规程规定的检查项目巡视，定期进行全面详细的检查和维护工作。

（3）推广实施对变压器等大型主设备的在线检测工作，在变压器上安装变压器在线测量装置。做到能够定期实时的检测主要设备的运行情况，对事故的发生前期的征兆信息做出合理判断，提前采取预防措施，减少设备事故发生的频率。在主设备变压器的跟踪监测，可以采用油色谱跟踪分析，可以根据侧普跟踪情况，确定其色谱的跟踪周期。

（4）针对工作人员责任心不强，制定合理的奖惩制度，明确职责，加强人员的责任心。对工作人员制定经济责任考核制度，以监督工作人员的工作内容是否合规，保证日常工作是否符合业务标准、是否符合规定，将事故发生的几率降到最低程度。

（5）随着近年来，极端天气出现的频率加大，要充分做好设备检查和预防措施。因自然灾害和外力导致的跳闸故障，主要采取的防范措施有：避免雷击导致跳闸事故，可以采用安装避雷针和加装避雷线等防雷措施，可以通过大修接地的模块，保证接地的电阻达到质量标准。鸟害造成的跳闸事故，可以加装三角连扳，可以有效防止鸟类的停留或者筑巢

（6）供电单位需要适当开展多种学习活动，营造良好的学习氛围，以提高业务人员的整体技术水平。定期对工作人员进行培训。针对运行人员进行严格的处理事故强化训练，对事故发生能够正确判断原因和事故性质，快速高效的处理事故，减少事故造成的损失程度。

（7）因为设备的超负荷工作状态引起的事故，可以加大电网的改造力度，对配电等设备进行定期试验，对跌落的保险熔丝定值进行重新的计算，对其合理配置。

（8）善于总结事故的经验，加强技术监督职能和分析管理试验结果。针对发生过的事故要进行有效分析和总结，分析原因期待改善。在条件恶劣情况下，可以对一些设备进行个别项目的追踪检查，及时发现设备隐含缺陷，提高工作效率。

参考文献：

[1]王步云，陈艺华，王万军，等.330kV变电站两台主变跳闸处理的探讨[J].陕西电力.2009（3）：59-61.

[2]戴厚民.220kV南冶变电站6~#电容器爆炸越级跳闸事故分析[J].企业科技与发展.2011（21）：44-45

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。