變壓器保護拒動導致110 kV母線失壓事故的分析

康志軍

(黔北發電總廠，貴州 金沙 551800)

1 事故經過

1.1 事故前機組運行方式

事故前，金沙電廠110 kV雙母線并聯運行；金華變101、金五城線102、金太線106、起備變190及1號主變111開關運行于110 kV I母；金土線107、金城線103及2號主變112開關運行于110 kV II母；110 kV中性點1號主變1110接地；1，2，3，4號機組運行，分別帶負荷125 MW，機組工況穩定。其簡化一次接線如圖1所示。

1.2 事故現象

2010-02-13T17:56，系統沖擊，1號集控事故照明切換，事故喇叭響；1號主變110 kV側111開關、110 kV母聯110開關跳閘；1號發電機自動勵磁1K跳閘、手動勵磁2K聯動正常；2號發電機主油開關022開關跳閘、滅磁開關FMK跳閘、自動勵磁1K跳閘，手動勵磁2K未聯動，2號機組解列。1，2號爐滅火。檢查2號發電機失磁保護動作，1號主變110 kV復合過流T1，T2保護動作，1號發變組保護Ⅰ柜220 kV過負荷保護信號燈亮，保護Ⅱ柜主變110 kV復合過流T1，T2保護動作；發電機對稱過負荷，110 kV過負荷，勵磁回路過負荷保護動作燈亮，1號發電機勵磁手操柜內1XJ(勵磁失壓保護)保護動作掉牌。2號主變110 kV復合過流T1保護動作，2號發變組A，B柜發電機失磁保護、定子過負荷，主變中壓側過流保護動作信號燈亮，2號發電機勵磁手操柜內1XJ(勵磁失壓保護)保護動作掉牌。檢查3號發變組A，B柜發電機定子過負荷，勵磁回路過負荷保護動作信號燈亮。檢查4號發變組保護Ⅰ柜220 kV過負荷保護信號燈亮，保護Ⅱ柜發電機對稱過負荷，勵磁回路過負荷保護動作燈亮。網控值班員匯報35 kV金華線301開關跳閘，110 kVⅠ母失壓，35 kV金華變變壓器本體有弧光及爆炸聲。金華變變壓器差動保護動作，高復壓方向Ⅰ段動作，高復壓過流Ⅰ段動作。

2 事故原因分析

金華變(該變壓器位于電廠圍墻處)35 kV側套管處由于動物爬上變壓器引起放電，三相高壓套管外部閃絡，造成三相高壓套管之間及高壓套管對低壓套管、中性點套管和導油管等接地部位拉弧放電，導致變壓器低壓側三相弧光短路，接著發展成高壓側套管引出線三相接地短路故障。故障后，金華變變壓器差動保護13 ms正確動作出口，將變壓器低壓側301開關跳開，但101開關未跳閘，故障未能切除，2.3 s金華變高后備保護高壓側復壓過流Ⅰ段動作出口也未能跳開101開關。由于故障仍存在，1，2號主變110 kV復合電壓閉鎖過流保護動作，2號主變110 kV復合電壓閉鎖過流t1時限3.6 s跳開110 kV母聯110開關。此時2號主變110 kV側已與故障點脫開，110 kV復合電壓閉鎖過流保護返回。但1號主變仍通過111開關與故障點相連，因此在1號主變110 kV復合電壓閉鎖過流t2時限4.3 s跳開本變111開關，此時110 kV I母失壓，故障切除。

由于系線路近區故障，短路電流非常大，從1號主變、2號主變中壓側電流錄波分析，故障電流高達6 000 A；110 kV 三相電壓殘壓很低，從錄波看最高的相電壓只有4～5 kV，造成4臺機的機端電壓下降，4臺機組強勵動作。但由于故障嚴重，強勵未使機端電壓恢復正常，導致1，2號機組6 kV及380 V廠用電壓低，由交流接觸器控制的1，2號機組勵磁整流柜風機全部跳閘，發出整流柜停風故障信號至勵磁調節器，致使勵磁調節器限制輸出，導致主勵磁機電壓低，失壓保護動作跳開自動勵磁1K開關。1號機組手動勵磁2K聯鎖投入保證了機組正常運行，2號機組手動勵磁2K未能聯鎖成功導致機組失磁跳機。

故障對3，4號機影響不大，主要原因是3，4號機系兩圈變，直接和220 kV聯接，中間經2臺三圈變，阻抗增大，對220 kV電壓影響較小。

1號機鍋爐滅火系廠用電壓低引起給粉電源跳閘之故。其他輔機全部是接觸器控制，電壓自保持方式，電壓低時自動脫扣引起相應輔機跳閘。

事故發生后，鑒定保護裝置并傳動101開關試驗，差動保護裝置及高后備保護裝置動作后開關不能跳閘，測量操作箱內保護跳閘回路R33不帶負電。拔下操作箱跳閘插件檢查發現，有一電阻(R3)腳虛焊，故101開關在保護正確動作的情況下未能跳閘。

回路及虛焊處如圖2所示。

3 經驗教訓及反措

(1) 雖對室內防小動物較重視，但對升壓站等室外防小動物的措施還需要加強。要對升壓站柵欄下的空間進行封閉，避免同類事故的發生。

(2) 維護分場要加強對重要保護的定期檢驗和清掃、對保護裝置的檢查，對相應端子進行緊固。

(3) 運行人員要加強巡檢。尤其對偏遠設備的巡檢應引起重視。

(4) 本次事故中，廠用電瞬時失壓導致除灰PLC邏輯丟失及全廠網絡中斷，暴露出對一些非主廠房設備的重視程度不夠。雖然除灰系統引入了兩路電源，但都不是UPS電源，因此在廠用電中斷時導致除灰控制系統失電。信息中心機房也未接UPS電源。

對重要設備應提供UPS電源，防止因電源中斷擴大事故影響范圍。

(5) 由于勵磁調節器已由原先的SJ800更換為SAVR2000，可靠性提高，建議退出勵磁失壓保護聯跳1K。

(6) 對金華變低壓側301線路部分進行熱縮處理，提高設備運行的安全性。