因電焊引起的主變差動保護(hù)誤動原因分析和對策

張峰 趙永軍 楊志琴 王必平

摘 要：本文介紹了油田變電站接地系統(tǒng)過程中由于現(xiàn)場電焊作業(yè)措施不當(dāng)造成的變壓器差動保護(hù)動作引起的斷路器跳閘事故，從而分析事故原因，發(fā)現(xiàn)存在問題以及提出了解決問題的對策，對加強(qiáng)設(shè)備驗(yàn)收管理，加強(qiáng)規(guī)程學(xué)習(xí)、應(yīng)用具有較好的現(xiàn)實(shí)意義。

關(guān)鍵詞：差動保護(hù)；電焊作業(yè)；二次回路多點(diǎn)接地

中圖分類號：TM772 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-3520（2014）-01-0208-01

電力變壓器是電力系統(tǒng)中使用十分普遍而且十分重要的電氣設(shè)備，一旦故障將給電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行及供電可靠性帶來嚴(yán)重影響。變壓器的故障分為內(nèi)部故障和外部故障，其中內(nèi)部故障是指油箱內(nèi)發(fā)生的故障，有繞組的相間短路、接地短路、匝間短路等，為了保證電力系統(tǒng)安全可靠地運(yùn)行，根據(jù)變壓器的內(nèi)部故障、異常情況等常設(shè)以下保護(hù)：瓦斯保護(hù)、差動保護(hù)、過流保護(hù)等，而差動保護(hù)是反映變壓器內(nèi)部故障的主保護(hù)之一，其動作原理是：當(dāng)保護(hù)區(qū)內(nèi)發(fā)生短路性故障時(shí)，變壓器各側(cè)電流互感器的二次回路將產(chǎn)生大小基本相同，相位不同的短路電流，這些短路電流的向量和即差流值達(dá)到一定值時(shí)，差動保護(hù)裝置動作，跳開變壓器各側(cè)斷路器。但是在實(shí)際工作中，由于各種原因變壓器在沒有發(fā)生故障時(shí)繼電保護(hù)裝置也可能發(fā)生誤動作，造成變壓器非正常停運(yùn)，影響正常生產(chǎn)。本文就是一起因電焊引起的變壓器差動保護(hù)誤動分析文章。

一、事故描述

2013年以來，按照油田的統(tǒng)一安排，對轄區(qū)110kV變電所接地網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行改造，其中110kV金堤變接地系統(tǒng)改造就是本次改造的內(nèi)容之一。2013年7月5日那天，施工單位一直在進(jìn)行接地系統(tǒng)改造。在下午17點(diǎn)20：55時(shí)，變電站值班人員在計(jì)算機(jī)后臺中發(fā)現(xiàn)I、II號主變差動保護(hù)啟動，而且一直在頻繁發(fā)該信號，當(dāng)時(shí)有關(guān)人員沒有引起足夠重視，直到18：05，出現(xiàn)了II主變差動保護(hù)動作，差動電流=6.755A，結(jié)果使該變電站II號主變?nèi)齻?cè)斷路器跳閘，II號主變失電，但由于當(dāng)時(shí)兩臺主變并列運(yùn)行，所以沒有造成嚴(yán)重后果。

二、原因分析

施工發(fā)生后運(yùn)行立即制止施工人員現(xiàn)場作業(yè)，并及時(shí)報(bào)告有關(guān)部門和領(lǐng)導(dǎo)。相關(guān)人員到底現(xiàn)場后，對現(xiàn)場情況進(jìn)行了了解，包括變壓器運(yùn)行情況、二次回路以及外部故障等，未發(fā)現(xiàn)任何問題。當(dāng)詢問施工人員時(shí)，施工人員描述當(dāng)時(shí)正在II號主變110kV側(cè)斷路器112開關(guān)端子箱處進(jìn)行焊接作業(yè)，初步判斷本次主變保護(hù)動作與焊接作業(yè)有關(guān)，當(dāng)場要求施工單位拿出施工安全作業(yè)措施，不得使用電焊作業(yè)在端子箱上焊接，要求改用電鉆作業(yè)，以避免類似事故再次發(fā)生，同時(shí)要求值班運(yùn)行人員加強(qiáng)監(jiān)視，一旦發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)匯報(bào)，但當(dāng)時(shí)沒有對本次事故進(jìn)行進(jìn)一步調(diào)查。

但對這一現(xiàn)象，檢修人員及時(shí)進(jìn)行了分析，初步分析存在兩點(diǎn)接地是造成本次事故的可能原因，但在112開關(guān)端子箱處施工時(shí)已經(jīng)將接地點(diǎn)解除了，所以當(dāng)時(shí)為了保證設(shè)備可靠運(yùn)行，只要求施工單位拿出措施防止類似事故再次發(fā)生，沒有對事故原因進(jìn)行進(jìn)行全面的查找，待今后合適機(jī)會進(jìn)一步查找處理。

7月9日，值班人員再次發(fā)現(xiàn)后臺機(jī)出現(xiàn)了主變差動保護(hù)啟動告警信號，他們立即報(bào)告了有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)和調(diào)度部門，于是立即派出檢修部門上去查找事故原因，同時(shí)立即停止施工作業(yè)，從現(xiàn)場看，由于施工人員沒有按照制定的措施作業(yè)，依舊采用了電焊焊接作業(yè)。檢修人員對現(xiàn)場情況進(jìn)行了查找，發(fā)現(xiàn)II主變112斷路器二次回路在控制室內(nèi)端子排上還存在一個(gè)接地點(diǎn)，盡管施工人員在電焊作業(yè)時(shí)把112端子箱內(nèi)的接地點(diǎn)進(jìn)行了斷開處理，但又由于控制室內(nèi)仍然存在一個(gè)接地點(diǎn)，這樣再用電焊機(jī)焊接時(shí)，電焊機(jī)的副邊一端接焊鉗，另一端接被焊物，電焊電流經(jīng)電流互感器二次側(cè)、電流繼電器、電流表分別形成了回路，電焊電流大大超過了電流繼電器的動作整定值，因此造成II號變壓器差動保護(hù)動作。本次查找出來的結(jié)果與原先分析判斷完全吻合。

現(xiàn)場二次回路示意圖： 對應(yīng)的等效電路圖：

從等效電路可以看出：加在112開關(guān)端子箱的電焊機(jī)電壓U，分別通過A、B、C、N四個(gè)并列回路與接地網(wǎng)構(gòu)成了回路，接地網(wǎng)回路電阻較大，現(xiàn)場測試大約在幾十歐姆，而A、B、C、N回路電阻較小，大約在零點(diǎn)幾歐姆到一歐姆多，所以在現(xiàn)場電焊機(jī)電壓作用下將產(chǎn)生較大電流，從而造成了主變差動保護(hù)動作，從后臺機(jī)故障錄波分析看到，通過A、B、C三相最大電流值為：Ia=18.75A，Ib=17.85A，Ia=17.60A，這個(gè)電流已經(jīng)大大高于差動保護(hù)動作值了，于是在電焊作業(yè)中造成了變壓器保護(hù)動作引起三側(cè)開關(guān)跳閘事故。

三、防患對策

針對本次事故，為了避免同類事故再次發(fā)生，舉一反三，對油田所有的變電站二次回路進(jìn)行了一次普查，嚴(yán)格按照《國家電網(wǎng)公司十八電網(wǎng)重大反事故措施》和《繼電保護(hù)和安全自動裝置技術(shù)規(guī)程技術(shù)規(guī)程》規(guī)定要求：電流互感器的二次回路必須有且只能有一點(diǎn)接地，一般在端子箱經(jīng)端子排接地.但對于有幾組電流互感器連接在一起的保護(hù)裝置，則應(yīng)在保護(hù)屏上經(jīng)端子排接地。結(jié)果發(fā)兩點(diǎn)接地和多點(diǎn)接地達(dá)十幾處，其中一些6kV設(shè)備等，由于還在帶電運(yùn)行而且二次線在柜內(nèi)不容易檢查，目前還不能做出很好判斷，需要在有停電機(jī)會是在進(jìn)行檢查處理。只有嚴(yán)格按照規(guī)程要求，才有可能避免同類情況的發(fā)生，從而保障電網(wǎng)設(shè)備平穩(wěn)運(yùn)行。

四、結(jié)束語

從本次跳閘事故可以看出，施工人員的水平是保障電網(wǎng)安全的第一道關(guān)，設(shè)備調(diào)試驗(yàn)收人員的工作責(zé)任心和對規(guī)程的學(xué)習(xí)、理解、執(zhí)行也是保障電網(wǎng)安全的重要因素，只有大家共同努力才能更好的的保障電網(wǎng)平穩(wěn)運(yùn)行。調(diào)試通過這起事故也為我們提供了一種分析問題、解決問題的方法，對實(shí)際工作也具有一定的指導(dǎo)意義。