主變壓器差動保護跳閘事故分析與處理

摘要：隨著國家對新能源產(chǎn)業(yè)的大力扶持，風電行業(yè)發(fā)展迅速。國家電網(wǎng)對升壓站設(shè)備安全穩(wěn)定運行提出更高要求。風電場升壓站設(shè)備相比于火電廠而言，設(shè)備數(shù)量少、運行方式簡單，絕大多數(shù)風電場只有一臺主變壓器。主變壓器差動保護動作于變壓器跳閘，對于風電場將造成全場風機脫網(wǎng)事故，所以熟練掌握變壓器跳閘事故處理從而將事故損失降到最低，對風電場來說意義重大。

關(guān)鍵詞：主變壓器;差動保護;事故處理

1.變壓器差動保護原理

1.1.變壓器差動保護的原理

以雙繞組變壓器為例，變壓器縱聯(lián)差動保護的基本原理圖如2-1圖所示。

正常運行或外部故障時：

：變壓器繞組匝數(shù)比，一次繞組匝數(shù)比二次繞組匝數(shù)。

所以兩側(cè)的CT變比應不同，且應使

即： =

變壓器差動保護原理圖 1-1圖

變壓器縱差保護的電流互感器變比的選擇原則上是兩側(cè)CT變比的比值等于變壓器的變比。

變壓器兩組CT之間發(fā)生故障時：

變壓器的差動電流變化十分明顯，近乎等于兩倍的故障電流。而在實際保護定值設(shè)定時還會加入一定系數(shù)，確保保護的可靠性和靈敏性。

1.2.變壓器差動保護的特點

通過分析變壓器差動保護原理，我們可以總結(jié)出變壓器差動保護的特點：

（1）變壓器差動保護的保護范圍固定，與其它保護不存在耦合關(guān)系，動作定值的設(shè)定不需要考慮保護區(qū)外相鄰元件保護動作值和動作時限。

（2）變壓器差動保護能夠保護構(gòu)成變壓器差動保護的專用CT之間的所有電氣設(shè)備及引出線，而保護范圍之外的部分發(fā)生故障，對變壓器差動保護影響很小，通過設(shè)定合理的差動動作定值，可以很好地躲過其影響。

（3）變壓器差動保護使用專用CT，大大減少了保護故障率。

2.變壓器差動保護動作故障現(xiàn)象分析

變壓器保護動作后，現(xiàn)場人員第一時間做出應對處理，而故障現(xiàn)象分析是故障處理的基礎(chǔ)。

2.1.變壓器故障分類

油浸自冷式變壓器故障按照故障發(fā)生位置通常把變壓器故障劃分為油箱內(nèi)部故障和油箱外部故障兩大類。

變壓器內(nèi)部故障：三相繞組之間的兩相相間短路、三相相間短路或相間短路并接地故障;繞組部分線圈之間的匝間短路故障;變壓器內(nèi)部繞組單相接地故障;變壓器鐵心故障。

變壓器油箱外部故障：變壓器引出線的相間短路故障;變壓器套管破裂漏油造絕緣降低，引線對變壓器外殼放電;套管污閃、緣子污閃。

2.2.變壓器差動保護故障現(xiàn)象分析

變壓器差動保護正確動作，變壓器高低壓側(cè)開關(guān)跳閘，隔離變壓器達到保護變壓器的目的。變壓器差動保護是電量保護，可以從三個方面分析和檢查故障現(xiàn)象：后臺監(jiān)控系統(tǒng)報警信號、系統(tǒng)數(shù)據(jù)和開關(guān)跳閘信號;保護裝置報警信號、故障信息和故障錄波記錄的故障信息;就地變壓器的故障現(xiàn)象。

2.3.后臺報警信號分析

警鈴、喇叭響，后臺報“變壓器差動保護動作，故障電流數(shù)據(jù)，故障相，故障時間，變壓器高、低壓測開關(guān)跳閘、開關(guān)變位、紅閃，變壓器故障錄波啟動。”其它設(shè)備保護動作、啟動信息，后臺監(jiān)控顯示變壓器電壓、電流、功率為零。

2.4.保護裝置和故障錄波信息分析

保護裝置信息：與后臺核對保護名稱、保護動作時間、保護動作電流、故障相;故障錄波信息：保護名稱、保護動作時間、保護動作電流、故障相，故障前后電流電壓波形、零序電流電壓波形變化情況。

2.5.就地變壓器的故障現(xiàn)象分析

就地開關(guān)已分閘;變壓器外部有無明顯故障點，包括引出線、套管、絕緣子有無放電擊穿，有無異物搭接;如果變壓器重瓦斯保護同時動作，應對變壓器瓦斯保護動作現(xiàn)象進行檢查。

3.變壓器差動保護動作事故處理

我們以某風電場110kV升壓站為例對變壓器差動保護動作造成變壓器跳閘事故進行分析、處理。

變壓器差動保護動作事故可以分五步進行處理：故障上報與故障現(xiàn)象分析、故障點查找、倒閘操作及安全措施設(shè)定、設(shè)備檢修、恢復運方。這五個事故處理的基本環(huán)節(jié)環(huán)環(huán)相扣、相輔相成，構(gòu)成解決主變壓器跳閘事故的完整鏈節(jié)。

3.1.故障上報與故障現(xiàn)象分析

風電場升壓站屬于上網(wǎng)電站，風機、220kV及以上電壓等級輸電設(shè)備屬于省調(diào)管轄，35kV母線及SVG屬于地調(diào)管轄，發(fā)生主變壓器跳閘事故后需要第一時間電話匯報調(diào)度。對于跳閘事故相關(guān)信息進行匯報：例如，跳閘設(shè)備雙重名稱、保護名稱、動作值與保護定值、故障測距等。同時，值班人員同步向值長、站長、專工等逐級匯報，以便安排人員進行事故分析、處理等后續(xù)工作展開。

3.2.故障點查找

故障點查找要以故障現(xiàn)象為根據(jù)，變壓器差動保護范圍是主變壓器高、低壓側(cè)CT之間的電氣設(shè)備，故障點查找時我們也是在這個范圍內(nèi)進行。

當變壓器內(nèi)部故障時，一般情況下重瓦斯保護會同時動作。變壓器油箱內(nèi)部發(fā)生故障不能夠直觀看到，只有對變壓器做解體檢查時才能看到具體的故障點。我們在變壓器發(fā)生故障跳閘時，不可能在沒有明顯的故障現(xiàn)象的情況下對變壓器做解體檢查，并且變壓器解體檢查只有專業(yè)能力的變壓器廠家才能做。我們判斷變壓器故障要從外部的現(xiàn)象來推測、判斷變壓器故障和通過對變壓器油的化驗來判斷。

主變高壓側(cè)GIS設(shè)備內(nèi)部故障伴隨著SF6氣室壓力瞬時升高、GIS套管爆炸、GIS短引線氣室漏氣導致壓力降低等現(xiàn)象。

3.3.倒閘操作及安全措施設(shè)定

故障點確定以后，現(xiàn)場運維人員需根據(jù)《國家電網(wǎng)公司電力安全工作規(guī)程》進行檢修工作前安全措施設(shè)定。倒閘操作實際就是做安全措施的一部分，根據(jù)調(diào)度指令進行運方調(diào)整。按照電氣工作票的要求，進行停電、驗電、接地、懸掛標識牌和裝設(shè)遮攔等安全措施。

3.4.設(shè)備檢修、恢復運方

為確保設(shè)備檢修能夠安全、順利，設(shè)備檢修故障后不再復現(xiàn)，要根據(jù)設(shè)備損害程度制定四措一案，經(jīng)過專工審批后執(zhí)行。變壓器檢修，要按照變壓器檢修、驗收、投運前試驗、變壓器沖擊等幾步進行。

恢復運方是按照調(diào)度指令進行倒閘操作過程，屬于故障處理收尾工作，也是運維人員基本技能。操作前設(shè)備狀態(tài)檢查，確保檢修工器具無現(xiàn)場遺留、人員全部撤離、工作全部終結(jié)、安全措施已恢復。

4.總結(jié)

本文主要從變壓器差動保護原理、保護動作現(xiàn)象、保護動作后的事故處理三個方面進行了講解，對事故處理中可能運用到的相關(guān)知識和知識拓展進行梳理，為此類事故的處理理清了思路，能夠作為主變壓器跳閘事故處理借鑒參考，對風電場升壓站運維人員故障處理具有指導意義。

參考文獻

[1] 變電站異常運行處理及反事故演習.中國電力出版社，2016

[2] 變電運維技能培訓教材.北京：中國電力出版社，2015

作者簡介 ：

王嬋嬋，女，民族：漢族，學歷：碩士，單位：聊城市技師學院，職稱：助理講師，