一起220 kV主變差動(dòng)保護(hù)跳閘事故的分析

孫立峰，石惠承，周 迅

國(guó)網(wǎng)嘉興供電公司，浙江 嘉興 314000

0 引言

隨著我國(guó)供電網(wǎng)絡(luò)的快速發(fā)展，電力供應(yīng)越發(fā)安全可靠，停電限電基本已成過去。其中，220 kV輸電線路作為地市級(jí)供電網(wǎng)絡(luò)的骨干，對(duì)城市發(fā)展和人們生產(chǎn)生活起著關(guān)鍵的作用。因此，保障220 kV主變的安全運(yùn)行，就是保障220 kV輸電線路和保障城市供電、人們用電的基礎(chǔ)。

1 事故經(jīng)過

2021年4月6日15時(shí)03分，220 kV喬莊變電站喬#1主變比率差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作，跳開喬#1主變?nèi)齻?cè)開關(guān)（喬221、喬111、喬351），喬#1、喬#2主變低壓側(cè)并列運(yùn)行，未造成其他線路停電，負(fù)荷無損失。

2 事故發(fā)生前的運(yùn)行方式

220 kV喬莊站喬#1主變跳閘前運(yùn)行方式：?jiǎn)?21運(yùn)行于220 kV南母，喬111運(yùn)行于110 kV南母，喬351運(yùn)行于35 kV西母，且喬#1、#2主變低壓側(cè)并列運(yùn)行，方式如圖1所示[1]。

圖1 220 kV喬莊變一次接線圖

3 現(xiàn)場(chǎng)檢查情況

在主變跳閘后，運(yùn)行值班員第一時(shí)間匯報(bào)調(diào)度和主管部門，并申請(qǐng)將主變解除備用、做安全措施，等待保護(hù)和試驗(yàn)人員到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)一步檢查[2-3]。

（1）保護(hù)動(dòng)作情況。喬#1主變雙套保護(hù)動(dòng)作報(bào)告顯示，報(bào)文及動(dòng)作電流均一致：22 ms，工頻變化量差動(dòng)動(dòng)作；23 ms，比率差動(dòng)動(dòng)作；46 ms，差動(dòng)速斷動(dòng)作。差動(dòng)電流換算為有名值，為IdA=8.65 A，IdB=4.95 A，IdC=3.653 A。

（2）主變本體外觀檢查。通過外觀初步檢查，本體油溫為36 ℃，無異常升高；喬221、喬111CT三相外觀無異常；喬351間隔及相鄰設(shè)備無異常，但在低壓側(cè)母線橋A相支柱絕緣子根部、ABC三相母線橋處發(fā)現(xiàn)燒蝕痕跡，如圖2所示。

圖2 喬#1主變低壓側(cè)母線排ABC相間放電痕跡

（3）電氣試驗(yàn)情況。對(duì)喬#1主變本體取油開展油色譜分析，油樣分析結(jié)果正常，同時(shí)對(duì)比喬#1主變的最近一次（2021年3月8日）本體油色譜分析試驗(yàn)報(bào)告，各類氣體成分含量未發(fā)生明顯變化。隨后對(duì)喬#1主變及存在放電痕跡的支柱絕緣子開展診斷性試驗(yàn)，試驗(yàn)項(xiàng)目包括繞組絕緣電阻試驗(yàn)、繞組直流電阻試驗(yàn)、繞組絕緣介質(zhì)損耗因數(shù)試驗(yàn)、套管試驗(yàn)、主變繞組變形試驗(yàn)（短路阻抗法和頻率響應(yīng)法）、支柱絕緣子耐壓試驗(yàn)。頻率響應(yīng)法測(cè)試主變繞組變形試驗(yàn)結(jié)果為高壓繞組低頻段有輕微變形，短路阻抗法檢測(cè)結(jié)果中高壓繞組對(duì)中壓繞組測(cè)試值誤差為1.4%，接近規(guī)程要求控制值[《輸變電設(shè)備狀態(tài)檢修試驗(yàn)規(guī)程》（Q/GDW 1168—2013）中要求不超過±1.6%]，其他試驗(yàn)項(xiàng)目結(jié)果均正常[4-5]。

4 故障情況分析

（1）根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)檢查情況，推斷故障點(diǎn)位于喬#1主變低壓側(cè)母線橋，如圖3所示。

圖3 喬#1主變故障點(diǎn)位置

（2）由故障錄波器導(dǎo)出的故障波形如圖4所示。

圖4 喬#1主變低壓側(cè)電壓、電流及開關(guān)量波形圖

由波形圖可以看出，故障是逐漸發(fā)展的過程，可以分為三個(gè)階段：

在0～30 ms段，此時(shí)三相電壓幅值分別為UA=8.1 V、UB=71.2 V、UC=89 V，推斷喬#1主變低壓側(cè)至喬351開關(guān)間發(fā)生A相接地。

在31～45 ms段，此時(shí)三相電壓幅值分別為UA=3.45 V、UB=1.82V、UC=60 V，三相電流IA=19.6 A、IB=18.72 A、IC= 8.84 A，推斷故障發(fā)展為AB相間短路，主變兩套保護(hù)“差動(dòng)保護(hù)”動(dòng)作出口。

在46～80 ms段，此時(shí)三相電壓幅值分別為UA=3.69 V、UB=1.65 V、UC=2.95 V，三相電流IA=21.02 A、IB=21.46 A、IC=21.67 A，推斷故障發(fā)展為ABC三相短路，喬#1主變?nèi)齻?cè)斷路器跳閘，之后故障得到隔離。

5 結(jié)論

根據(jù)以上情況判斷，故障發(fā)生在喬#1主變35kV側(cè)母線橋處，三相母線橋灼燒點(diǎn)均偏向上方，呈散狀分布，并未在一條橫向直線上。首先異物導(dǎo)致喬#1主變35 kV側(cè)母線橋A相接地，隨后相繼搭接至B相、C相母線橋上，導(dǎo)致AB相間短路并發(fā)展為三相短路故障。在短路電流作用下，搭接在母線橋上的異物燃燒、氣化，喬#1主變?nèi)齻?cè)斷路器動(dòng)作跳閘，保護(hù)正確動(dòng)作，將故障隔離[6]。

6 結(jié)束語

文章簡(jiǎn)單介紹了一起220 kV主變低壓母線橋因異物搭接造成相間短路，最終主變差動(dòng)保護(hù)跳閘的事故分析和處置過程，補(bǔ)充了主變事故跳閘的案例數(shù)據(jù)庫，為相似的事件提供支撐和處置意見，以達(dá)到行業(yè)交流和學(xué)習(xí)的目的。