淺談變壓器跳閘事件的繼電保護動作

黎玨強

（中國南方電網超高壓輸電公司梧州局，廣西南寧 543002）

淺談變壓器跳閘事件的繼電保護動作

黎玨強

（中國南方電網超高壓輸電公司梧州局，廣西南寧 543002）

隨著我國的快速發展，電力設施建設也得到了有效的助推，目前，我國的電網已經能覆蓋大多數地區，但是隨著電網的擴大，問題也逐漸顯現出來。其中，變壓器的跳閘就是經常發生的，在電網出現故障時，變壓器會產生跳閘的反應，這是對線路的有效保護，防止事故的擴大，本文主要從一起變壓器跳閘事故進行分析，探討它的繼電保護過程和原理，掌握其中的規律，并以此得出一些比較有用的預防對策，希望對我國的電力發展有所幫助。

變壓器 跳閘 繼電保護動作

變壓器跳閘是對電力設施的有效保護，能夠減少故障帶來的損失，防止事態進一步擴大。但是，變壓器跳閘也會引起一些負面效果，例如影響電力的正常供應、影響居民的用電等。因此，要對變壓器跳閘的原因有一個清楚的認識，掌握跳閘的基本規律，在發生跳閘事故后能夠及時的找出原因，解決故障問題，并在最短時間內恢復供電。

1　事故概況

2009年4月6日23：05，一座110 kV的變電站內的2號主變壓器發生跳閘現象，導致中壓側35kV的母線與低壓側10 kV的母線都失去電力供應。事故前的電力供應如圖1所示。

2　變壓器的運行方式及事故處理經過

圖中的A變電站的1號主變與三側開關都處在熱備用的狀態，2號主變與三側開關正常運行，A與B之間的線路是主供線路，2號主變高壓側06開關受電向35kV、10kV側供電，35kV側由母線向35kV的線路供電，其中35kV的一條線路向電石廠供電，當時廠內未開機，開關處于熱備用狀態，10kV的側線路與站用變運行，負荷約為0.9MW。

當時，A變電站的2號主變高壓側06開關發生跳閘，指揮中心決定將2號主變改成熱備用狀態，把1號主變變成運行狀態，這樣就使得A變電站的35 kV和10kV恢復了供電［1］。

3　現場調查與試驗

跳閘事故的當天，A變電站的周圍是晴天的天氣，跳閘的前期，2號主變由復合電壓閉鎖過流II段保護動作，06開關發生跳閘。在檢查時發現，2號主變壓器的瓦斯繼電器內沒有氣體，變壓器一切正常，通往電石廠的35 kV線路的保護裝置當時整組啟動保護程序及復歸報文。

A變壓器的故障錄波裝置在故障發生時啟動錄波，錄波的情況顯示一切良好。在發生跳閘的時間段內，B變壓器的故障錄波裝置也處于啟動的狀態，當時在22開關的地方出現了電流回路突然改變的情況。在發生故障期間，2號主變保護和二次回路都采取了檢查，檢查的結論顯示保護功能仍然是正常的，沒有存在什么異常，與反措的要求是對應的。同時，也對變壓器的06與32開關的電流互感器做了相關的檢查、測試，主要測試了伏安特性、變比、極性等內容，測試的最終結果也顯示兩個電流互感器的變比、極性是正常的，沒有存在異常，所有的數值合性能都滿足相關的標準和要求。當時，通往電石廠的線路沒有斷電，只是對該線路進行了外部檢查，沒有進行相關的測試，34開關以及它對應的電流互感器與2號中壓側32開關以及它對應的電流互感器都是屬于同一個型號的，沒有什么差別，裝置的測試結果也沒有什么異常［2］。

圖1　

4　繼電保護動作行為分析

在事故發生時，2號主變中壓側的32開關有了明顯的電流突變，波形發生了較大的偏移，在50ms之后逐漸變得穩定，但是整體的波形是不對稱的，存在許多諧波分量，二次電流的有效值在3.6A左右，中壓側電壓在0-800 ms的時間段內有較小的變化，而且這種變化非常不容易觀察到，800ms-2660ms的時間段內，波形的變化比較劇烈。中壓側的后備保護復壓過流整定值是5.3A，發生故障時的電流沒有達到保護的整定值，因此，中壓側后備保護沒有發生保護動作。

在事故發生時，2號主變高壓側的06開關同樣出現了電流突變的情況，整體的波形往一邊發生偏移，電流的有效值慢慢變大，三相電流的含諧波量比較明顯，它的有效值在4.3-5.8 A的范圍內。高壓側的電壓也在0-800ms的時間段內有較小的變化，它的變化也不是非常明顯，在800ms-2660ms的時間段內，整體的波形有明顯的變化，與高后備保護復合電壓開放條件相一致，它的過流整定值是3.7A，高壓側二次電流的數值大于整定值，在1.8s之后高后備復壓過流II段產生了繼電保護，06開關發生跳閘。

在06開關發生跳閘時，A站的所有保護裝置中只有一項發現了整組啟動的情況，那就是通往電石廠的35 kV線路，其中的34開關出現整組啟動，由此可知，故障的發生原因是在通往電石廠的35kV線路上。06開關的二次電流有效值在4.3-5.8 A范圍內，一次電流在172-232A范圍內，折算后的中壓側應當在525-713 A范圍內，但是，32開關的二次電流有效值是3.6A，換算后的一次側電流是288A，兩項計算結果存在明顯的差別，因此可以斷定中壓側電流互感器發生了飽和現象。

通往電石廠的35kV線路在當時沒有連接故障錄波裝置，因此也就不知道它的保護裝置感受到的電流情況。在前兩年曾經對電石線34段進行諧波監測，當電石廠工作時，電流3次諧波分量占基波比率可高達37.91%，諧波分量的總和所占的基波比率高達80.64%。

通過調閱相關數值、文件，可以認定發生故障時電石廠的線路存在問題，使得34開關的內置電流互感器飽和達不到過流保護定值，32開關的內置電流互感器由于較大諧波飽和，達不到中后備復壓過流保護定值，2號主變高壓側感受到了含諧波量較大的故障電流，二次電流達到高后備復壓過流定值，高后備復壓過流II段保護動作導致06開關跳閘［3］。

5　結語

通過此次變壓器跳閘的繼電保護動作分析，可以得出以下結論：一是在選擇電流互感器的型號時，不能只考慮它的穩態伏安特性，還應當參考它的暫態特性，這種性質對于一些大型工廠來說是非常有必要的。二是要加強對電網內的用戶的管理，當用戶的諧波超標時，要禁止他們的設備連接到電網內，及時采取措施，當治理合格之后，再允許他們接入電網。由此可見，變壓器跳閘的繼電保護對電力維修和維護帶來一定的困難，電力企業也要加強自身的技術水平，更加快速的找出故障的原因。

［1］張言權.高壓電網繼電保護動作后檢查方法探討［J］.廣東科技，2008（06）.

［2］梁秀梅.關于繼電保護動作故障的解析［J］. 硅谷，2013（21）.

［3］孫翔.1992～1995年廣西電網繼電保護動作統計分析［J］.廣西電力技術，1996（04）.