220kV變電站主變壓器跳閘事故分析

蔡振華 鄔航杰 王靜怡

摘要：220kV變電站主變壓器額定電壓較高，工作容量偏大，一旦出現異常往往會對周圍居民的生命財產安全造成威脅，導致重大事故的發生。因此，開展該主變壓器安裝和運維工作時必須強調其安全性，嚴格依照國家規定的各項指標完成220kV變電站主變壓器的選型、安裝、試驗工作。本文基于220kV變電站主變壓器跳閘事故分析展開論述。

關鍵詞：220kV變電站;主變壓器跳閘;事故分析

引言

變壓器是變電站的重要組成部分，對保證變電站正常運行具有十分重要的現實意義。但是在變壓器的實際工作過程中，其周圍有很多不利的影響因素。長期處于這種環境會導致變壓器的故障出現，對變電站各項工作的順利開展產生負面影響。為了及時恢復變電站正常工作，必須進行跳閘故障深度分析研究，并制定相應的解決措施，在短時間內恢復變電站正常運行。

1變壓器的故障分析

變電站的變壓器處于正常運行狀態時發出嗡嗡聲，變壓器發生故障及異常情況時其聲音發生變化，特殊的聲音或發音可能不均勻。基本上可以確定變壓器故障出現，根據聲音異常可以找到故障發生的區域。噪音大，電流和電壓正常的情況下，變壓器螺絲或夾子松動，硅鋼片的振動增加變壓器的局部放電時，變壓器的抽頭開關或保險絲接觸不良會發出嘎吱聲，即放電聲。變壓器套管中有污垢和雜質等，表面有裂紋等嘶嘶聲。變壓器防爆管防爆膜破裂會將濕氣和水分等滲透到變壓器內部，從而大大降低變壓器的絕緣性等。套管閃光放電加熱套管，老化，絕緣部分損壞，容易發生火災或爆炸現象，嚴重威脅整個系統的安全。變壓器中冷卻器操作阻塞（如風扇損壞、潛水泵停止、冷卻效果降低、散熱器管道灰塵、溫度指示器操作渡邊杏、散熱器閥門關閉等）會導致溫度上升，檢查過程中要充分觀察冷卻器系統。變壓器油位異常也引起了變壓器故障。

2220kV變電站主變壓器運行的要求

1）220kV變電站主變壓器運行時對溫度要求。不同溫度變化會對220kV變電站主變壓器使用壽面產生不同影響，一般情況下當變壓器絕緣溫度達到95℃時，變壓器使用壽命可以達到20年;當變壓器絕緣溫度達到105℃時，變壓器使用壽命會縮減至7年;而當變壓器絕緣溫度達到120℃時，變壓器使用壽命則會減少至2年。因此，應在220kV變電站主變壓器運行時，嚴格把控變壓器絕緣溫度，從而確保變壓器使用壽命。2）220kV變電站主變壓器運行時對溫升要求。220kV變電站主變壓器在運行時，應充分明確規定變壓器在限定負荷過程中，各個環節溫升，確保其可以在變壓器運行允許范圍內，以此來實現保障220kV變電站主變壓器運行安全，同時也可以確保變壓器使用壽命，最終實現降低故障概率與降低檢修成本的目標。3）220kV變電站主變壓器運行時電源電壓變化要求。當220kV變電站電力系統在運行時，因運行方式或負荷等情況出現改變，就會導致電力系統電網運行電壓出現波動，而這時當電網運行電壓小于變壓器分接頭限定電壓時，就會造成出電量減少。但當電壓高于變壓器分接頭電壓時，就會對變壓器運行造成不利影響。

3現場情況

2018年7月10日晚，某220kV變電站1號主變壓器在運行過程中第一套、第二套差動保護出口跳閘，主變壓器三側斷路器跳閘，110kVⅠ段母線、35kVⅠ段母線失電。故障發生前，該變電站2臺主變壓器為正常運行方式。220kVⅠ、Ⅱ段母線經母聯2800斷路器并列運行，1號主變壓器2801斷路器運行于220kVⅠ段母線，2號主變壓器2802斷路器運行于220kVⅡ段母線;110kVⅠ、Ⅱ段母線分列運行，即母聯500斷路器熱備用，1號主變壓器501斷路器運行于110kVⅠ段母線，2號主變壓器502斷路器運行于110kVⅡ段母線;35kVⅠ、Ⅱ段母線分段運行，即分段300斷路器熱備用，1號主變壓器301斷路器運行于35kVⅠ段母線，2號主變壓器302斷路器運行于35kVⅡ段母線。現場一次接線如圖1所示。1號主變壓器型號為OSFSZ9-120000/220，2號主變壓器變型號為OSFSZ9-150000/220，兩臺主變壓器均為Y/Y/△接線方式，220kV和110kV中性點均經放電間隙接地。1號主變壓器配置兩套非同樣原理的RCS-978E系列變壓器成套保護。

4故障預防措施

4.1澆注式電流互感器絕緣擊穿故障的防范

通過對二次變壓器跳閘故障原因的分析表明，故障的主要原因是澆注電流變壓器的質量不能滿足要求，器官部分放電的作用導致了絕緣破裂。為了能及早發現上述電流互感器的故障，在電流互感器運行之前，必須對系統進行全面的局部放電試驗。實驗發現結果顯示，質量合格的電流互感器的釋放量通常為50pC，但有缺陷的電流互感器預計將達到數百pC。

4.2強化變電設備狀態檢修工作

變壓器運行維護不到位，造成設備故障跳閘，影響正常供電。需從設備、技術和管理等方面采取措施，杜絕類似事故再次發生。積極開展設備帶電檢測工作，應用在線監測、紅外線測溫等技術手段，實時掌握設備運行狀況，及早發現并處理設備安全隱患，統籌各工程的輕重緩急，積極主動上報，提前謀劃改造或更換設備，避免同類事故的再次發生。

4.3中性點非有效接地系統弧光接地危害的消除

為了有效地防止電弧接地帶來的不利影響，必須在單相接地電流超過30A的10kV系統和單相接地電流超過10A的35kV系統上添加相應的電弧抑制環。通過電弧抑制環，可以有效地補償單相接地中的接地電容電流，促使電弧關閉。電弧消亡時間越短，越有利于預防故障的發生。將中性點不有效接地系統應用于電弧消除，可以有效地防止單相接地相通過金屬接地旁路，從而防止單相接地導致相間短路故障的發展。

5措施及建議

變壓器是變電站的核心設備之一，其健康狀況影響電網的安全運行水平。（1）結合相關設備的停電計劃，主管變電站35kV以下設備母線未完全絕緣的設備都要完全絕緣。（2）進行開關設備專用傳記檢查工作，重點檢查開關設備等故障部位，確保開關設備健康平穩運行。（3）根據放電停電計劃，開閉裝置應對開閉裝置中相同類型的電流變形金剛等電位線進行檢查，優化布置不合理的等電位線，避免發生脫落等異常現象。要防止這種故障再次發生。（4）及時進行主管變電站等類型的自行投資裝置專用調查實驗，確保裝置正常運行。

結束語

220kV變電站主變壓器對安裝工藝要求較高，需要在規定指標范圍內進行安裝前檢查、分步安裝、注油循環、密封測試，這樣才能夠保證安裝效果與預期指標一致，提升主變壓器運行的可靠性和穩定性。

參考文獻

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