解決京包線牽引變電所主變壓器備自投故障

王永慶

[摘 要]針對京包線牽引變電所因一起設(shè)備缺陷導致的主變壓器備自投失敗故障，從理論分析和實際接線兩方面對微機保護裝置進行了較詳細的分析，最終找出原因所在，并解決了主變壓器備自投失敗故障，提高了京包線供電可靠性。

[關(guān)鍵詞]主變壓器 備自投失敗 微機保護 供電可靠

中圖分類號：TM922 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）02-0109-02

引言

京包線是我國蒙煤外運的主通道，自2009年5月電氣化開通以來，呼和浩特鐵路局管內(nèi)的牽引變電設(shè)備一直運行穩(wěn)定，為鐵路運輸暢通提供了有力保障。但2014年7月發(fā)生在京包線美岱召牽引變電所的主變壓器備自投故障，影響了供電的可靠性，下面就此故障作專門介紹和分析。

1 故障現(xiàn)象及危害

京包線美岱召牽引變電所是三相v/v接線的牽引變電所，所內(nèi)兩路220KV進線、兩臺主變壓器互為備用，采用雙T型主接線，如圖1所示。故障發(fā)生前所內(nèi)運行方式為雙進線+1#主變壓器運行，主變壓器備自投處于投入狀態(tài)。主變壓器備自投裝置采用的是國產(chǎn)DK3582A型微機保護裝置，主變壓器本體保護裝置采用的是國產(chǎn)DK3532A型微機保護裝置。

2014年7月7日06時31分，內(nèi)蒙古美岱召地區(qū)雷雨交加，美岱召牽引變電所1#主變壓器壓力釋放保護跳閘，跳閘后主變壓器備自投裝置未啟動；6時35分，電調(diào)遠動操作閉合102斷路器、202A斷路器、202B斷路器， 2#主變壓器投入運行，所內(nèi)送電成功。

事后段變電檢修車間要令對故障現(xiàn)場進行了檢查，發(fā)現(xiàn)1#主變壓器壓力釋放閥的指示桿缺少防雨帽，且壓力釋放保護指示桿與周圍閥體留有細小間隙，具有一定的活動行程。在雷雨天氣時，雨水沿壓力釋放閥指示桿間隙滲入到其內(nèi)部，造成閥內(nèi)動作繼電器的接點X1-11與X1-13導通，引起了主變壓

器的壓力釋放保護誤動作。

這起故障中，1#主變壓器壓力釋放保護動作后，根據(jù)備自投動作邏輯，本應(yīng)由2#主變壓器自動投入運行，但卻備自投失敗，造成了中斷全所供電的故障，給鐵路運輸帶來較大干擾。

2 主變壓器備自投故障原因分析

2.1 主變壓器備自投動作邏輯

當運行方式為：雙進線+1#主變壓器時

（1）若主變壓器備自投成功，首先要達到初始條件。備自投充電完畢且滿足：斷路器101、102進線均有壓， 斷路器101、104、103、201A、201B 、隔離開關(guān)1011、1021均在合位，斷路器102、202A、202B均在分位，備自投投入開關(guān)處于投入位置。

（2）備自投動作過程。當1#主變壓器故障時，主變壓器本體保護裝置跳斷路器101、201A、201B，并提供給備自投裝置啟動信號，備自投裝置確認分開后等待延時，然后依次合斷路器102、202A、202B，確認合閘完成后發(fā)“1#主變壓器故障啟動自投”、“備自投成功”，運行方式轉(zhuǎn)換為：雙進線+1#主變壓器-->雙進線+2#主變壓器。

（3）若備自投裝置檢測到開關(guān)的位置信號不對應(yīng)，則6秒后會使備自投裝置自動放電，從而造成“備自投未啟動”。若某一開關(guān)在備自投動作過程中按設(shè)定時間未達預定位置，則發(fā)備自投失敗信號。

2.2 主變壓器備自投未啟動原因

（1）美岱召牽引變電所1#主變壓器故障時，對保護裝置記錄的跳閘報文列表，如表1所示：

表1 1#主變壓器故障時的跳閘報文

跳閘時刻 報文內(nèi)容

06時31分39秒798毫秒 201A斷路器分閘

06時31分39秒826毫秒 101斷路器分閘

06時31分53秒951毫秒 1#主變壓器故障信號發(fā)出

06時31分53秒995毫秒 201B斷路器分閘

（2）通過查看報文，可見：

06時31分39秒798毫秒、826毫秒，備自投裝置分別檢測到201A和101斷路器位置狀態(tài)由合到分，表明這兩個斷路器已經(jīng)跳開；此時低壓側(cè)另一相斷路器201B還未跳閘，備自投裝置也未檢測到‘1#牽引變故障的啟動信號（由主變壓器本體保護裝置動作之后，通過硬接點方式傳給備自投裝置）。

在31分45秒966毫秒（根據(jù)備自投動作邏輯、備自投開關(guān)不對應(yīng)放電時間定值為6秒），備自投裝置因為檢測到斷路器101、201A的位置狀態(tài)為分位、與‘雙進線+1號主變壓器運行方式下的開關(guān)位置狀態(tài)不對應(yīng)而延時放電。

31分53秒951毫秒，備自投裝置才檢測到‘1#主變壓器故障信號，但此時備自投裝置因已放電無法啟動。

綜上分析，主變壓器備自投未啟動的原因為主變壓器壓力釋放動作時，主變壓器本體保護裝置最初只跳開201A和101斷路器，并未提供給備自投裝置啟動信號（此信號為滯后發(fā)出），經(jīng)過放電延時之后，備自投放電退出。

2.3 主變壓器備自投啟動信號滯后發(fā)出原因

主變壓器本體保護裝置最初為何只跳開斷路器101、201A，而斷路器201B跳閘和備自投啟動信號卻滯后發(fā)出呢？

首先，看主變壓器本體保護原理圖（如圖2所示），在圖2中1#主變壓器壓力釋放動作之后，正電導通進入主變壓器本體保護裝置，出口繼電器1CKJ、2CKJ和信號繼電器31XJ、32XJ受電動作。

這幾個繼電器的接點示意圖及作用如圖3所示，

1CKJ的接點1和接點2分別用于跳101和201A斷路器；2CKJ1用于跳201B斷路器，2CKJ2用于給備自投啟動信號，后臺的‘1#主變壓器故障報文即為此接點發(fā)出；31XJ1用于點亮面板指示燈；32XJ1用于給測控裝置信號采集，后臺的‘1#主變壓器壓力釋放信號即為此接點發(fā)出。

根據(jù)現(xiàn)場201A和101斷路器先跳閘，備自投啟動信號和測控裝置信號滯后發(fā)出的現(xiàn)象，分析原因為：1#主變壓器壓力釋放動作之后，最開始壓力釋放接點不是一直處于閉合狀態(tài)，而是存在抖動現(xiàn)象，且1CKJ、2CKJ、31XJ、32XJ的動作時間有差異，并不是完全同步，從而形成1CKJ先動作，2CKJ、31XJ、32XJ還未來得及動作，壓力釋放接點就返回的情況。造成故障前期101、201A先跳閘，而201B跳閘、備自投啟動信號、測控裝置信號滯后的情況。之后壓力釋放接點穩(wěn)定閉合，2CKJ、31XJ、32XJ動作，繼而201B跳閘、備自投啟動信號和測控裝置信號相繼發(fā)出。

綜上分析，可見在故障初期壓力釋放閥內(nèi)接點因雨水滲入存在抖動現(xiàn)象，再加上主變壓器本體保護裝置各個繼電器的動作時間存在差異，所以造成1CKJ先動作，2CKJ、31XJ、32XJ后動作的情況，最終導致了主變壓器本體保護跳閘而備自投未能啟動。

3 解決措施

通過上述分析，建議保護裝置廠家對該型號的主變壓器本體保護板進行了改進，經(jīng)廠家改進后的本體保護板如圖4所示。以壓力釋放為例說明，主變壓器壓力釋放接點先啟動2J繼電器，再由2J的接點去啟動跳閘繼電器1CKJ、2CKJ和信號繼電器21XJ、22XJ；出口繼電器用于跳閘，信號繼電器用于啟動備自投和測控裝置信號采集。按照新本體保護板的原理，只要2J動作，就可以確保其他繼電器也能動作，從而避免了因壓力釋放接點抖動發(fā)生只跳閘但備自投不啟動的情況。

2014年7月11日，段變電檢修車間將美岱召牽引變電所主變壓器壓力釋放閥的指示桿安裝了防雨帽。7月21日將美岱召牽引變電所主變壓器微機保護裝置的主變壓器本體保護板進行了更換，并于8月1日進行了主變壓器備自投試驗，經(jīng)試驗保護裝置動作可靠、試驗成功。

4 結(jié)束語

雖然此次主變壓器的備自投故障是由其壓力釋

放的誤動作引起，但通過深入細致的分析，最終找到了微機保護裝置需要改進的措施?？梢?，針對微機保護技術(shù)具有技術(shù)含量高、結(jié)構(gòu)復雜的特點，運營維護的技術(shù)人員必須加強學習研究、充分掌握該領(lǐng)域的技術(shù)，為提高牽引供電可靠性而不懈努力。

參考文獻

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