110 kV變電站姚1#主變差速保護動作事故分析

周曉娟,武德起,馬麗麗

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110 kV變電站姚1#主變差速保護動作事故分析

周曉娟1,武德起1,馬麗麗2

1. 河南機電職業學院, 河南 新鄭 451191 2. 國網安陽供電公司, 河南 安陽市 455000

本文介紹了110 kV某變電站姚#1主變差動保護動作跳閘事故的相關情況。通過對現場相關運行方式、保護動作情況、變壓器及變壓器保護的檢查、保護動作解析等對姚#1主變差動保護動作事故進行了仔細分析，對于主變差動保護動作的原因進行了準確的定位，這就大大縮短了恢復送電的時間，從而減少了用電用戶因為停電時間久使得產品報廢的損失，同時也為其它變電站在相似故障分析處理方面提供了借鑒的經驗。

差動保護; 事故跳閘; 變壓器

在電力系統中，電力網的一個重要環節是繼電保護。電力變壓器可靠運行與否，與主變差動保護的關系息息相關，主變差動保護在電力網中的作用舉足輕重。主變差動保護故障后的分析及迅速及時處理問題是電力設備正常可靠運行的保障[1,2]。

目前變壓器的危機保護裝置采用差動元件，這種差動元件具有比率制動的特性。一方面是為了提高故障發生時的靈敏性，另一方面能夠迅速可靠地躲過在外部故障發生時所產生的不平衡電流。以此保障在外來故障時，避免了生聚堆誤動作的發生[3]。在實際運行時，由于受到諸如變壓器兩側電流互感器暫態特性存在差異或者特性不一致、電流互感器差動繞組二次回路連接不良或者是多點接地以及保護裝置定值整定沒有符合操作要求等多種因素的影響，差動保護誤動作的事故仍然發生。

2016年7月26日，姚1#主變停電處缺工作結束，恢復運行，7月27日0時54分合上姚351開關后953 ms，姚1#主變差動速斷保護動作，林姚2、姚351開關跳閘，故障電流18.525 A（差速定值17 A，0 S），110 kV姚村變電站全站失壓。

圖 1 110 KV某變電站運行方式接線圖

1 故障時運行方式

林姚2合位，姚11東表合位，姚351合位，姚35東表合位。

2 故障報文

在故障發生以后，我們通過查看后臺機、1#主變保護屏設備，得到如下裝置的報文信息，故障 報文情況如表1所示。

表 1 故障報文

3 事故分析

合上姚351開關后約35 ms，姚1#主變壓器的高壓和中壓側AC相均產生了相位相反幅值相同的故障電流，由電流波形圖可以判定出系統故障出現在AC相間是由于短路引起的；高、中壓側同相電流相位相反但幅值相同[4]，判定故障電流由110 kV母線經姚351CT流至故障點，故障點在主變差動保護區外，另故障電流較小；差動保護（差速動作值為17 A，差動動作值1.4 A）及后備保護（高復壓過電流的定值為4.3 A，2.1 S跳三側；中復壓過流I段定值5.5 A，600/5，1.9S跳351）啟動。

在故障后約33 ms，AC相間短路故障轉為ABC三相短路故障，故障電流增大，仍由110 kV母線經過姚351 CT流至故障點，故障點在主變差動保護區外，差動保護、后備保護都沒有動作。

故障發生后，在953 ms時，姚351 C相的故障電流消失不見，高壓側的故障電流沒有沒有發生任何變化，可以判定故障點轉移至姚351 CT與姚1#變35 kV側套管之間（差動保護動作區內），隨即B相、A相故障點也依次轉移至姚1#變35 kV側套管之間，中壓側三相故障電流全部消失，故障電流繼續由110 kV母線流向故障點，姚1#主變差速保護出口，經保護裝置本身的固有動作時間、開關的固有動作時間，林姚2、姚351開關跳開，故障點被切除，于故障后1043 ms，故障電流消失。

4 結論

故障發生于故障點k1（如圖2）時，即姚351 CT與姚35 kV母線之間或者35 kV母線上，位于主變差動保護的動作區外，且故障時間為950 ms左右，主變高、中后備保護的動作延時未到，故后備保護沒有動作。當故障點轉移到k2（如圖），此時進入主變差動保護動作區，同時故障電流增大且超過差動速斷定值，主變差動速斷保護動作于跳閘。

跳閘后，經檢查姚351甲刀閘至姚35 kV母線間燒蝕較為嚴重（故障點k1），35 kV母線橋下引致姚35 kV甲刀閘之間銅排有輕微燒蝕（故障點k2），未發現明顯故障點；在姚35 kV母線及母線橋上進行絕緣試驗，絕緣阻值很低；綜上所述分析，由于故障由k1點轉至k2點時，差速保護動作較快，未對k2點造成重大損害，姚1#主變差動速斷保護動作行為正確。

圖 2 110 kV某變電站故障時運行方式接線圖

5 結語

差動保護在保證變壓器的正常運行中，起著舉足輕重的作用。為了保證變壓器的正常運行，在對差動保護動作的原因進行分析的時候，就要大大加強。同時要有行之有效并且及時的處理方案，從而保證變壓器運行的穩定性和可靠性，這就位電力網的正常穩定安全運行提供了重要的保障[1,2]。本文通過對主變差動保護動作的原因進行了分析，并迅速確定了原因，從而進行了行之有效的處理方法，為快速回復送電提供了條件，從而減少了用電用戶因為停電時間久使得產品報廢的損失，同時也為其它變電站在相似故障分析處理方面提供了借鑒的經驗。

[1] 劉仲欽.淺析35 kV康禾站#1主變差動保護動作事故[J].科技資訊,2017(28):36-39

[2] 袁文嘉,李敏霞,姬希軍.一起區外故障引起主變差動保護動作的分析[J].電力系統保護與控制,2009(23):130-136

[3] 耿衛星,劉春玲,吳麗紅,等.一起110kV主變差動保護誤動事故分析及對策[J].變壓器,2010(12):43-45

[4] 于培杰,舒逸石,段少輝.一起轉換性故障引起主變差動保護動作的分析[J].機電信息,2011(12):11-13

Analysis on Breakdown of Differential Protection against Yao 1# Main Transformer in a 110 kV Substation

ZHOU Xiao-juan1, WU De-qi1, MA Li-li2

1.4511912.455000

This paper describes the related situation of differential protection tripping accident of Yao #1 main transformer in a substation of 110 kV. Through careful analysis of the differential protection operation accident of Yao #1 main transformer, through the relevant operation mode of the site, the protection operation conditions, the inspection of the protection of the transformer and the transformer, and the analysis of protection actions, the exact cause of the differential protection action of the main transformer was accurately determined. It also provides the preconditions for rapid restoration of power transmission, enabling users to reduce product scrap due to long power outages and provide a reference for similar failure analysis.

Differential protection; accidental trip; transformer

TM773

A

1000-2324(2019)01-0167-02

10.3969/j.issn.1000-2324.2019.01.038

2018-01-06

2018-03-01

河南省科技攻關項目(182102210274)

周曉娟(1982-),女,碩士,副教授,主要研究方向:電力系統經濟運行與控制. E-mail:zhouxiaojuan0371@ 163.com