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業的大力扶持，風電行業發展迅速。國家電網對升壓站設備安全穩定運行提出更高要求。風電場升壓站設備相比于火電廠而言，設備數量少、運行方式簡單，絕大多數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：

：變壓器繞組匝數比，一次繞組匝數比二次繞組匝數。

所以兩側的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CT變比的比值等于變壓器的變比。

變壓器兩組CT之間發生故障時：

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定時還會加入一定系數，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系，動作定值的設定不需要考慮保護區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成變壓器差動保護的專用CT之間的所有電氣設備及引出線，而保護范圍之外的部分發生故障，對變壓器差動保護影響很小，通過設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象分析

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

2.1.變壓器故障分類

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

變壓器內部故障：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象分析

變壓器差動保護正確動作，變壓器高低壓側開關跳閘，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象：后臺監控系統報警信號、系統數據和開關跳閘信號;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，故障電流數據，故障相，故障時間，變壓器高、低壓測開關跳閘、開關變位、紅閃，變壓器故障錄波啟動。”其它設備保護動作、啟動信息，后臺監控顯示變壓器電壓、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象分析

就地開關已分閘;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：故障上報與故障現象分析、故障點查找、倒閘操作及安全措施設定、設備檢修、恢復運方。這五個事故處理的基本環節環環相扣、相輔相成，構成解決主變壓器跳閘事故的完整鏈節。

3.1.故障上報與故障現象分析

風電場升壓站屬于上網電站，風機、220kV及以上電壓等級輸電設備屬于省調管轄，35kV母線及SVG屬于地調管轄，發生主變壓器跳閘事故后需要第一時間電話匯報調度。對于跳閘事故相關信息進行匯報：例如，跳閘設備雙重名稱、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、處理等后續工作展開。

3.2.故障點查找

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

當變壓器內部故障時，一般情況下重瓦斯保護會同時動作。變壓器油箱內部發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。我們在變壓器發生故障跳閘時，不可能在沒有明顯的故障現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GIS設備內部故障伴隨著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象。

3.3.倒閘操作及安全措施設定

故障點確定以后，現場運維人員需根據《國家電網公司電力安全工作規程》進行檢修工作前安全措施設定。倒閘操作實際就是做安全措施的一部分，根據調度指令進行運方調整。按照電氣工作票的要求，進行停電、驗電、接地、懸掛標識牌和裝設遮攔等安全措施。

3.4.設備檢修、恢復運方

為確保設備檢修能夠安全、順利，設備檢修故障后不再復現，要根據設備損害程度制定四措一案，經過專工審批后執行。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。操作前設備狀態檢查，確保檢修工器具無現場遺留、人員全部撤離、工作全部終結、安全措施已恢復。

4.總結

本文主要從變壓器差動保護原理、保護動作現象、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，