110?kV主變壓器差動保護跳閘故障分析

龔炳林，沈龍保，黃龍林，劉銀河

(1.中鹽江西蘭太化工有限公司，江西 新干 331302；2.江西省新干縣窯里水庫管理局，江西 新干331314；3.中鹽新干鹽化有限公司，江西 新干 331302)

110?kV主變壓器差動保護跳閘故障分析

龔炳林1，沈龍保2，黃龍林3，劉銀河3

(1.中鹽江西蘭太化工有限公司，江西 新干 331302；2.江西省新干縣窯里水庫管理局，江西 新干331314；3.中鹽新干鹽化有限公司，江西 新干 331302)

對近期發(fā)生在某化工企業(yè)的一起電氣故障進行了分析，根據差動保護的動作原理和保護對象，綜合110 kV主變壓器跳閘故障的發(fā)生概況，對故障點進行了快速查找，并闡述了故障的查找方法以及處理方案。

密封受損；短路放電；絕緣處理；密封改進；防范措施

2014-07-13，某化工公司發(fā)生了一起變壓器差動保護跳閘的故障，導致該公司雙氧水廠停電停產，給企業(yè)的生產經營造成了嚴重的損失。

1 事故概況

當天，該化工公司所屬的氯酸鈉廠和雙氧水廠正在正常生產。16:00左右，突降暴雨，導致地面形成大量積水，因水量超限，造成排水不暢，大量積水影響生產生活及公用設施的正常運行。雨停后0.5 h，發(fā)生雙氧水廠停電停產事故。當班電氣運行人員及時查明4號主變壓器跳閘，其綜合保護裝置后臺報警顯示為差動保護動作跳閘。

2 故障查找

此4號主變壓器是雙氧水廠的專用降壓變壓器，型號為SF9-6300/110，電壓變比(kV)：110±2×2.5 %/10.5。該變壓器的一次側接該公司的110 kV工廠變電站，而變壓器的安裝位置在距此變電站大約30 m的雙氧水110 kV降壓站內，其二次側負荷為雙氧水廠的4臺配電變壓器和8臺10 kV高壓電動機，變壓器的正常平均負荷率為80 %左右，屬于較理想的匹配方案。技術人員通過詢問電氣運行人員，初步了解該故障的簡要經過，并查看相關的110 kV側綜保后臺記錄和保護裝置的報警記錄，均顯示為差動保護動作跳閘，而10 kV側的保護裝置未動作。

根據差動保護原理、保護對象及性質，初步判定故障在4號主變壓器本體內部及其二次側出線總斷路器(保護裝置)前的范圍。在按有關安全操作規(guī)程辦理了檢修工作手續(xù)后，隨即開始故障排查。

由于現場條件有限，缺乏專用電力測試儀器，所以采用2 500 V兆歐表和萬用表測量相結合的方法來粗略分析和判定。

斷開變壓器一次側和二次側的主開關(斷路器)，即所有電源和負荷連接斷開，只保留了一次側的連接線和二次側的連接母線槽。使用2 500 V兆歐表測量結果為：變壓器的110 kV繞組相對地不小于2 500 MΩ，相與相之間為通路，判定為正常；10kV繞組相對地大于10 MΩ，判定為異常；相與相之間為通路，判定為正常；變壓器的110 kV繞組對10 kV繞組，絕緣電阻不小于2 500 MΩ，判定為合格。

使用萬用表測量結果為：變壓器的110 kV繞組相對地為開路，相與相之間為通路，判定為正常；10 kV繞組相對地為1 000～2 000 kΩ之間的一定大小的電阻，判定為異常；相與相之間為通路，判定為正常。

根據上述測量結果，初步判斷為變壓器二次側繞組及與之相連接的二次側母線槽存在問題。由于母線槽與變壓器之間用一組軟連接銅帶相連，這些連接固定螺栓暴露在空氣中，腐蝕嚴重，拆下這些螺栓很費時。于是，檢修人員決定先不拆開這些連接，而是先著手直接檢查母線槽。

此母線槽屬于簡易的箱型封閉式母線槽，據了解，該母線槽在工程建設期間是先現場組裝，再分步安裝的。檢修人員著手逐一拆開其蓋板，檢查其內部各部件的完好情況。當全部拆開蓋板后，在第1塊蓋板下面，即距變壓器軟連接銅帶最近處，發(fā)現A，B 2相母線銅排有短路放電燒傷的痕跡，并且2根銅排都被放電燒傷，分別形成了1個缺口。此外，給三相母線銅排起固定和絕緣作用的一塊水平安裝的環(huán)氧樹脂絕緣板也伴有放電燒黑現象，并且還產生了細微的裂縫，該絕緣板上還留有少許水珠。從此處檢查母線槽內部，直到10 kV總開關的其他各處，均未發(fā)現其他異常現象。

3 分析處理

3.1 原因分析

據以上的檢查情況分析，由于對封閉式母線槽起固定和絕緣作用的絕緣板存在短路放電的條件，導致母線槽的2相母線短路放電，這是引起這起主變壓器差動保護動作的直接原因；引起絕緣板短路放電的直接原因是絕緣板上的水珠。經觀察，水珠的產生是由于母線槽的終端垂直封閉板與水平布置的矩形母線框的連接處漏水。這個連接處原來用橡膠輔以密封膠密封，但這些密封材料長時間經風吹日曬和雨淋老化了，失去了應有的密封作用，在遇到暴雨后，猛烈的雨水由密封破壞后的連接縫滲漏進入了母線槽內。雨水作為導電介質，在水平絕緣板上使母線的相間短路。由于這塊絕緣板的安裝存在一定的水平度差異，使處于較低處的2相母線之間積水；而處于相對較高處的2相母線則因為沒有積水，故未發(fā)生短路。

3.2 處理措施

3.2.1 處理方案

針對此故障，檢修人員開始進行處理。處理的最終目的是消除絕緣板積水，從而徹底消除短路故障隱患。由于化工企業(yè)對意外停電要求很嚴格，不允許停電時間過長。為爭取盡早送電，決定此項故障處理方案分2步進行：第1步，用最快的速度清除水平絕緣板上的積水，并將該絕緣板清洗干凈，同時將垂直密封板的密封進行更換，阻止雨水滲入；第2步，待有停電檢修機會時，再作進一步的處理，即改進現有母線的末端絕緣與固定方式，取消水平絕緣板，對母線進行固定和絕緣密封。

3.2.2 處理過程及效果

處理時，檢修人員在擦干絕緣板后，當即用工業(yè)無水乙醇對水平絕緣板進行清洗，并用密封膠對垂直密封板的接縫進行密封處理，使之在遇到暴雨時不再進水。實踐證明，第1步的處理很成功。按這種方案，在停電不到2 h就處理完畢。再測量絕緣電阻，其阻值不小于2 500 MΩ，絕緣合格，隨即將變壓器送電，一切正常，很快恢復了雙氧水廠的正常生產。在1個月后的計劃停產檢修中，檢修工作人員又抓住停電的有利時機，按原定計劃實施了第2步處理方案，即將原有水平安裝的絕緣板拆除，加裝一種更為可靠的垂直安裝的絕緣板，對三相母線銅排起到了進一步的固定和絕緣作用；同時，還對母線槽內的其他支持絕緣子進行了檢查、清掃、擦拭和測試，排除了一些可疑點，從而徹底解決了因暴雨造成母線槽短路放電跳閘導致停電，進而威脅工廠生產運行的安全問題。

4 防范措施

針對這起由于母線槽絕緣板積水引起母線短路放電，導致變壓器差動保護動作跳閘的故障，該公司電氣技術人員對涉及到的電氣設備進行了一次全面的檢查，著重檢查絕緣板的運行狀況，及時徹底地處理了潛在的異常問題，消除了故障隱患，確保了電氣設備的正常運行。

1 任小建，劉太華．微機變壓器差動保護常見運行事故分析[J]．智能電氣及綜合自動化，2012(6).

2014-10-28。

龔炳林(1963-)，男，工程師，主要從事電氣及自動化設備技術工作，email：gongbh68@163.com。

沈龍保(1959-)，男，工程師，主要從事電氣及自動化設備技術工作。

黃龍林(1969-)，男，工程師，主要從事電氣及自動化設備技術、采鹵生產管理等工作。

劉銀河(1973-)，男，工程師，主要從事電氣及自動化設備技術工作。