110kV變電站主變差動保護動作原因分析

虎志遠

（國網河南新密市供電公司，河南 新密 452370）

變壓器是電力系統中的重要供電元件，具有改變電壓、傳遞電能的作用，是保障電網安全、經濟運行的基礎。其運作的可靠性關乎變電站的整體安全，一旦出現故障，將嚴重影響供電可靠性和電網穩定性。變壓器差動保護可為電網安全、穩定運行提供可靠保證，在電網中具有舉足輕重的作用。本文結合一起主變差動保護動作的事故，通過檢查現場的電力設備和事故記錄，分析變壓器差動保護跳閘的原因，為類似事故提供參考與借鑒。

一、現場檢查情況

（一）事故相關運行方式的了解

該站現有1臺110kV變壓器，Y/Y/△繞組類型。110kV、35kV和6kV母線全部采用單母接線。110kV側為電源端，其它兩側為負荷側。35kV中性點隔離開關在變壓器正常運行時拉開，在操作35kV側開關操作時合上。

（二）值班員記錄

2019年4月23日19時55分左右，事故音響喇叭響起，主變三側181、381、681開關位置信號燈綠燈閃光，#1主變控制屏“差動保護動作”、“充電機保護故障”、35kV屯平線384開關保護屏“告警”氖燈亮，其“告警”光字牌亮。當時檢查主變瓦斯繼電器內無氣體，壓力釋放閥未動作。后來報告說35kV側屯平線發生短路（特殊用戶）。

（三）故障錄波器記錄

本站沒有設錄波器裝置。我們到現場時運行單位已經對保護做過保護特性試驗，故障時的主變保護裝置內的故障報告已被沖掉，無法從變壓器保護裝置內提取當時的故障錄波記錄。通過上一級變電站缶石站錄波器對缶屯線故障錄波記錄檢查，發現當時缶屯線錄波啟動，記錄為B、C兩相啟動錄波，從波形可看出B、C兩相波形反相，幅值接近，其下一級相鄰元件可能發生B、C兩相相間短路。

二、檢查情況

二次檢修班負責人接到地調通知該站1號主變差動保護動作情況后立即出發到達現場。經檢查1號主變保護裝置故障報文為BC相短路，比例差動動作，故障電流5.51倍Ie，動作時間X月X日21時01分。故障錄波裝置報文BC相電流、電壓發生突變。檢修人員對1號主變及三側設備進行了仔細檢查，在對1號主變本體檢查中發現10kV母線橋側C相避雷器有明顯燒損痕跡，B相有產弧痕跡。判斷故障點為BC相避雷器近區短路導致。1號主變保護裝置保護定值：差動電流啟動值1.05A（0.3Ie），差動速斷定值21.0A（6Ie），故障電流是5.51Ie（19.285A）達到比率差動動作值，未達到差動速斷動作值，保護比率差動動作，1號主變保護動作正確。檢修人員及時更換ABC三相避雷器及計數器，同時電氣試驗人員對1號主變進行檢查。試驗人員按照輸變電設備狀態檢修試驗規程及相關反措要求，認真對近區遭受故障的該變電站1號主變進行了診斷性試驗，試驗項目如下：短路阻抗測量、繞組頻率響應分析、主變本體介損及電容量測試、絕緣油診斷性試驗（油簡化試驗及色譜分析）、繞組直流泄漏電流測量、繞組絕緣電阻、直流電阻測試等，所有試驗數據均合格、良好，初步判斷主變內部并未發生繞組變形。

三、原因分析

變電站為2008年的基建工程，施工單位為甲電建公司。工程內容為新增110kV的1、2號進線間隔（2號沒有出線電纜）、110kV的I、II段母線、1號主變和內橋開關間隔。當時，110kV的電纜只有1號進線。

按照圖紙要求，在1號主變保護屏處短接橋開關電流。2016年，主變租賃工程新增2號主變，施工單位為乙電建公司。工程內容為新增設備2號主變和110kV的2號進線電纜，沒有涉及到1號主變。由于前期工程投運時1號主變差動保護中的內橋側電流在保護屏處短接，施工人員未考慮2號進線供1號主變運行或合環操作時，1號主變差動保護無法采集內橋電流，因此造成1號主變差動保護誤動作。

當110kV的兩條進線進行合環操作時，從110kV溪環線保護提供的波形進行估算，合環電流大于600A。原本進入1號主變差動保護的電流為主變負荷電流，但700開關CT的繞組短接。此時，1號主變差動保護的電流為合環電流（負荷電流可以忽略不計），超過差動保護的動作值0.65Ie（Ie指根據變壓器的實際容量求到的額定電流的標么值，273A），差動保護動作出口跳開高低壓側開關。

四、防范措施

（一）改進措施之一

將線路L側零序差動定值提高，以躲過最大不平衡電流。

（二）改進措施之二

增加變壓器的涌流抑制器，以減小在變壓器合閘過程中產生的勵磁涌流，從而使得變壓器合閘時產生的直流分量減小，以避免由于電流互感器對直流分量的傳變特性不一致而導致零序差動保護誤動作。

（三）改進措施之三

進一步加強梳理生產管理流程，明確設備驗收投運遺留問題的管理職責及處理流程，防止設備帶病運行。

結語

隨著電網規模日益擴大，電力系統的復雜程度越來越高。這次主變送電過程中產生如此大的直流分量是所有人沒有想到的，所以才會三次送電，對系統造成了不必要的沖擊。對系統中出現的新現象、新問題，我們基層繼電保護人員要勤思考、多研究，才能適應新時期電力工作的要求，更好地完成本職工作。