因電焊引起的主變差動保護誤動原因分析和對策

張峰 趙永軍 楊志琴 王必平

摘 要：本文介紹了油田變電站接地系統過程中由于現場電焊作業措施不當造成的變壓器差動保護動作引起的斷路器跳閘事故，從而分析事故原因，發現存在問題以及提出了解決問題的對策，對加強設備驗收管理，加強規程學習、應用具有較好的現實意義。

關鍵詞：差動保護；電焊作業；二次回路多點接地

中圖分類號：TM772 文獻標識碼：A 文章編號：1674-3520（2014）-01-0208-01

電力變壓器是電力系統中使用十分普遍而且十分重要的電氣設備，一旦故障將給電力系統的正常運行及供電可靠性帶來嚴重影響。變壓器的故障分為內部故障和外部故障，其中內部故障是指油箱內發生的故障，有繞組的相間短路、接地短路、匝間短路等，為了保證電力系統安全可靠地運行，根據變壓器的內部故障、異常情況等常設以下保護：瓦斯保護、差動保護、過流保護等，而差動保護是反映變壓器內部故障的主保護之一，其動作原理是：當保護區內發生短路性故障時，變壓器各側電流互感器的二次回路將產生大小基本相同，相位不同的短路電流，這些短路電流的向量和即差流值達到一定值時，差動保護裝置動作，跳開變壓器各側斷路器。但是在實際工作中，由于各種原因變壓器在沒有發生故障時繼電保護裝置也可能發生誤動作，造成變壓器非正常停運，影響正常生產。本文就是一起因電焊引起的變壓器差動保護誤動分析文章。

一、事故描述

2013年以來，按照油田的統一安排，對轄區110kV變電所接地網系統進行改造，其中110kV金堤變接地系統改造就是本次改造的內容之一。2013年7月5日那天，施工單位一直在進行接地系統改造。在下午17點20：55時，變電站值班人員在計算機后臺中發現I、II號主變差動保護啟動，而且一直在頻繁發該信號，當時有關人員沒有引起足夠重視，直到18：05，出現了II主變差動保護動作，差動電流=6.755A，結果使該變電站II號主變三側斷路器跳閘，II號主變失電，但由于當時兩臺主變并列運行，所以沒有造成嚴重后果。

二、原因分析

施工發生后運行立即制止施工人員現場作業，并及時報告有關部門和領導。相關人員到底現場后，對現場情況進行了了解，包括變壓器運行情況、二次回路以及外部故障等，未發現任何問題。當詢問施工人員時，施工人員描述當時正在II號主變110kV側斷路器112開關端子箱處進行焊接作業，初步判斷本次主變保護動作與焊接作業有關，當場要求施工單位拿出施工安全作業措施，不得使用電焊作業在端子箱上焊接，要求改用電鉆作業，以避免類似事故再次發生，同時要求值班運行人員加強監視，一旦發現問題及時匯報，但當時沒有對本次事故進行進一步調查。

但對這一現象，檢修人員及時進行了分析，初步分析存在兩點接地是造成本次事故的可能原因，但在112開關端子箱處施工時已經將接地點解除了，所以當時為了保證設備可靠運行，只要求施工單位拿出措施防止類似事故再次發生，沒有對事故原因進行進行全面的查找，待今后合適機會進一步查找處理。

7月9日，值班人員再次發現后臺機出現了主變差動保護啟動告警信號，他們立即報告了有關領導和調度部門，于是立即派出檢修部門上去查找事故原因，同時立即停止施工作業，從現場看，由于施工人員沒有按照制定的措施作業，依舊采用了電焊焊接作業。檢修人員對現場情況進行了查找，發現II主變112斷路器二次回路在控制室內端子排上還存在一個接地點，盡管施工人員在電焊作業時把112端子箱內的接地點進行了斷開處理，但又由于控制室內仍然存在一個接地點，這樣再用電焊機焊接時，電焊機的副邊一端接焊鉗，另一端接被焊物，電焊電流經電流互感器二次側、電流繼電器、電流表分別形成了回路，電焊電流大大超過了電流繼電器的動作整定值，因此造成II號變壓器差動保護動作。本次查找出來的結果與原先分析判斷完全吻合。

現場二次回路示意圖： 對應的等效電路圖：

從等效電路可以看出：加在112開關端子箱的電焊機電壓U，分別通過A、B、C、N四個并列回路與接地網構成了回路，接地網回路電阻較大，現場測試大約在幾十歐姆，而A、B、C、N回路電阻較小，大約在零點幾歐姆到一歐姆多，所以在現場電焊機電壓作用下將產生較大電流，從而造成了主變差動保護動作，從后臺機故障錄波分析看到，通過A、B、C三相最大電流值為：Ia=18.75A，Ib=17.85A，Ia=17.60A，這個電流已經大大高于差動保護動作值了，于是在電焊作業中造成了變壓器保護動作引起三側開關跳閘事故。

三、防患對策

針對本次事故，為了避免同類事故再次發生，舉一反三，對油田所有的變電站二次回路進行了一次普查，嚴格按照《國家電網公司十八電網重大反事故措施》和《繼電保護和安全自動裝置技術規程技術規程》規定要求：電流互感器的二次回路必須有且只能有一點接地，一般在端子箱經端子排接地.但對于有幾組電流互感器連接在一起的保護裝置，則應在保護屏上經端子排接地。結果發兩點接地和多點接地達十幾處，其中一些6kV設備等，由于還在帶電運行而且二次線在柜內不容易檢查，目前還不能做出很好判斷，需要在有停電機會是在進行檢查處理。只有嚴格按照規程要求，才有可能避免同類情況的發生，從而保障電網設備平穩運行。

四、結束語

從本次跳閘事故可以看出，施工人員的水平是保障電網安全的第一道關，設備調試驗收人員的工作責任心和對規程的學習、理解、執行也是保障電網安全的重要因素，只有大家共同努力才能更好的的保障電網平穩運行。調試通過這起事故也為我們提供了一種分析問題、解決問題的方法，對實際工作也具有一定的指導意義。