一起220kV變壓器故障跳閘分析

高斌

摘要：本文介紹了一起因絕緣子擊穿接地形成相間短路，從而導(dǎo)致主變跳閘故障，從管理角度出發(fā)，提出了具體的防范措施，為降低該類故障總結(jié)了經(jīng)驗(yàn)。

Abstract： This article introduces an interphase short circuit caused by insulator breakdown and grounding， which leads to a main transformer tripping fault. From the management point of view， specific preventive measures are proposed and experience is summarized for reducing this type of fault.

關(guān)鍵詞：主變跳閘;絕緣子;保護(hù)動(dòng)作;防范措施

Key words： main transformer trip;insulator;protective action;preventive measures

中圖分類號(hào)：TM772? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1006-4311（2020）31-0116-02

0? 引言

在變壓器運(yùn)行過(guò)程中由于人為或者設(shè)備本身原因常常發(fā)生主變跳閘的情況，因此通過(guò)總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，選取有針對(duì)性的防范措施，能夠保障變電設(shè)備運(yùn)行的安全，提高供電可靠性。

1? 基本情況

某站為組合電器站，現(xiàn)有主變3臺(tái)，容量均為2×150MVA，220kV系統(tǒng)為雙母并列運(yùn)行，進(jìn)出線7回;110kV系統(tǒng)為雙母接線并列運(yùn)行，進(jìn)出線11回;35kV設(shè)備采用GGN型開(kāi)關(guān)柜，系統(tǒng)為單母分段接線，進(jìn)出線3回;電容器6組，總?cè)萘?×10000kvar，全站負(fù)荷110MW。

1.1 故障情況? 2018年2月11日10時(shí)58分集控系統(tǒng)報(bào)該站35kV I母接地信號(hào)，13時(shí)03分48秒566毫秒，35kV其中I線差動(dòng)、過(guò)流I段動(dòng)作跳閘。13時(shí)03分49秒083毫秒220kV該站主變跳閘，RCS978E、SGT756兩套差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作。

1.2 故障前設(shè)備狀態(tài)? 1、2、3號(hào)主變高、中壓側(cè)并列運(yùn)行，1、2號(hào)主變低壓側(cè)分列運(yùn)行，3號(hào)主變低壓側(cè)單母運(yùn)行，1號(hào)主變高、中壓側(cè)中性點(diǎn)接地運(yùn)行。35kVA、B母分列運(yùn)行，分段330斷路器熱備用，備投裝置退出運(yùn)行，C母單母運(yùn)行。站用電Ⅰ、Ⅱ段聯(lián)絡(luò)運(yùn)行，站用電互投裝置（ATS）運(yùn)行方式為F4模式（2號(hào)站用變優(yōu)先供電、1號(hào)站用變備用）。

1.3 上次檢修、巡視情況? 1號(hào)主變及三側(cè)開(kāi)關(guān)2014年9月13日例行檢修，試驗(yàn)結(jié)果正常。2017年12月19日、2018年2月9日開(kāi)展超聲波、暫態(tài)地電波帶電檢測(cè)結(jié)果正常。

2? 故障設(shè)備情況

2.1 一次設(shè)備參數(shù)（表1）

2.2 二次設(shè)備參數(shù)（表2）

2.3 主變抗短路能力校核結(jié)果（表3）

2.4 氣象資料

該故障發(fā)生時(shí)出現(xiàn)大風(fēng)天氣，氣溫-16度，風(fēng)速3-4級(jí)。

3? 原因分析

3.1 一次設(shè)備檢查情況? 13時(shí)40分運(yùn)行、檢修專業(yè)到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)后，根據(jù)保護(hù)報(bào)文按監(jiān)控差動(dòng)保護(hù)范圍對(duì)1號(hào)主變220kV、110kV一次設(shè)備進(jìn)行檢查無(wú)異常，對(duì)35kV側(cè)301開(kāi)關(guān)柜檢查，發(fā)現(xiàn)301-0隔離開(kāi)關(guān)B相靜觸頭帶電顯示支持絕緣子擊穿炸裂，35kV有一Ⅰ線開(kāi)關(guān)柜后柜門(mén)有放電痕跡、C相電纜絕緣擊穿，該Ⅰ線查線未見(jiàn)異常。

3.2 SGT756保護(hù)裝置動(dòng)作報(bào)告? 該35kV Ⅰ線CSC-213保護(hù)裝置顯示2018年2月11日14時(shí)10分14秒566毫秒保護(hù)啟動(dòng)，因保護(hù)裝置時(shí)間超前GPS時(shí)鐘1小時(shí)06分26秒，折算后應(yīng)為2018年02月11日13時(shí)03分48秒566毫秒啟動(dòng)，30毫秒后過(guò)流I段出口，故障電流Ic=21.3A，69毫秒分相差動(dòng)出口，故障電流Ic=6.31A。

3.3 綜合分析? 2018年02月11日10時(shí)58分6秒，35kV榮南Ⅰ線C相電纜終端頭擊穿接地，集控中心監(jiān)控人員未及時(shí)發(fā)現(xiàn)“安榮站35kV I母接地”信號(hào)并采取處置措施，35kVⅠ母接地運(yùn)行，C相接地后電壓降至0伏，A、B相電壓升高至正常值的倍，13時(shí)03分49秒1號(hào)主變301-0隔離開(kāi)關(guān)B相高壓帶電顯示支持絕緣子擊穿接地，形成相間短路，1號(hào)主變跳閘。

4? 故障處理

18時(shí)49分1號(hào)主變轉(zhuǎn)檢修，對(duì)1號(hào)主變開(kāi)展繞組絕緣電阻、繞組直流電阻、繞組頻率響應(yīng)（變形）、主變介質(zhì)損耗（繞組電容量）試驗(yàn)、取油樣分析，試驗(yàn)、分析結(jié)果正常。19時(shí)12分35kVⅠ母轉(zhuǎn)檢修，按照省公司反措補(bǔ)充要求對(duì)301-0隔離開(kāi)關(guān)3支帶電顯示支持絕緣子更換為普通型支持絕緣子，12日1時(shí)35分工作全部結(jié)束耐壓試驗(yàn)合格，12日1時(shí)53分1號(hào)主變恢復(fù)送電。12日9時(shí)30分，35kV榮南Ⅰ線線路側(cè)電纜解引后，對(duì)電纜開(kāi)展交流耐壓試驗(yàn)合格后送電。15日，對(duì)該35kV I線三相電纜終端頭進(jìn)行停電更換，并對(duì)單芯電纜線路側(cè)接地拆除。

5? 暴露的問(wèn)題

①2月11日10時(shí)59分“安榮站35kV接地信號(hào)”已上報(bào)，集控中心監(jiān)控人員責(zé)任心不強(qiáng)，未能及時(shí)發(fā)現(xiàn)并拉路查找是造成此次事故的主要原因。②監(jiān)控中心報(bào)文雖按相關(guān)規(guī)定分層、分等級(jí)設(shè)置，當(dāng)安榮站35kVⅠ母接地，監(jiān)控系統(tǒng)只發(fā)出異常信號(hào)音，事故音響未發(fā)出，造成信號(hào)漏監(jiān)。③該35kV Ⅰ線電纜屏蔽層與主絕緣切斷處不整齊，應(yīng)力錐安裝位置錯(cuò)誤，電纜內(nèi)部電場(chǎng)分布、電場(chǎng)強(qiáng)度不均勻，造成電纜終端頭絕緣擊穿接地是造成此次故的次要原因。（圖3、圖4）④電纜制作人員未徹底掌握制作流程、工藝標(biāo)準(zhǔn)，未選派有電纜制作經(jīng)驗(yàn)的工作負(fù)責(zé)人到現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督。⑤傳感器式支柱絕緣子由于澆注工藝、絕緣結(jié)構(gòu)等先天性質(zhì)量問(wèn)題，絕緣子內(nèi)部存在局部放電，運(yùn)行過(guò)程中絕緣性能降低，導(dǎo)致芯棒電容擊穿炸裂，設(shè)備故障跳閘。

6? 防范及整改措施

①深刻汲取教訓(xùn)，加強(qiáng)新設(shè)備驗(yàn)收管理。嚴(yán)格按照交接試驗(yàn)規(guī)程對(duì)開(kāi)關(guān)柜母線及電纜進(jìn)行耐壓試驗(yàn)，抽檢電纜終端頭制作工藝，抽檢率不低于10%。②持續(xù)開(kāi)展變電站內(nèi)及周邊環(huán)境巡查，重點(diǎn)排查站內(nèi)及周邊是否存在漂浮物，低壓側(cè)出線2公里范圍內(nèi)輸配電線路通道，對(duì)變電站周邊電纜運(yùn)行情況實(shí)施差異化運(yùn)維。③落實(shí)省公司關(guān)于防止變壓器損壞措施，每日至少對(duì)無(wú)人值班變電站信號(hào)進(jìn)行巡視檢查一次，對(duì)主變抗短路能力不足的變壓器推出重合閘。④為防止變壓器低壓側(cè)近區(qū)短中，針對(duì)老舊設(shè)備、缺陷、隱患，編制防止變壓器損壞措施一站一案。⑤針對(duì)家族性缺陷及老舊設(shè)備運(yùn)行情況，制定差異化帶電檢測(cè)計(jì)劃，重點(diǎn)對(duì)出線電纜進(jìn)行檢測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)放電缺陷，保證主變低壓側(cè)可靠運(yùn)行。⑥加強(qiáng)對(duì)帶電檢測(cè)手段的學(xué)習(xí)和應(yīng)用，扎實(shí)開(kāi)展暫態(tài)地電壓測(cè)試、超高頻等檢測(cè)手段培訓(xùn)，做好檢測(cè)數(shù)據(jù)比對(duì)分析工作。

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