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，從而導致主變跳閘故障，從管理角度出發，提出了具體的防范措施，為降低該類故障總結了經驗。

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.

關鍵詞：主變跳閘;絕緣子;保護動作;防范措施

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

中圖分類號：TM772? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1006-4311（2020）31-0116-02

0? 引言

在變壓器運行過程中由于人為或者設備本身原因常常發生主變跳閘的情況，因此通過總結經驗，選取有針對性的防范措施，能夠保障變電設備運行的安全，提高供電可靠性。

1? 基本情況

某站為組合電器站，現有主變3臺，容量均為2×150MVA，220kV系統為雙母并列運行，進出線7回;110kV系統為雙母接線并列運行，進出線11回;35kV設備采用GGN型開關柜，系統為單母分段接線，進出線3回;電容器6組，總容量6×10000kvar，全站負荷110MW。

1.1 故障情況? 2018年2月11日10時58分集控系統報該站35kV I母接地信號，13時03分48秒566毫秒，35kV其中I線差動、過流I段動作跳閘。13時03分49秒083毫秒220kV該站主變跳閘，RCS978E、SGT756兩套差動保護動作。

1.2 故障前設備狀態? 1、2、3號主變高、中壓側并列運行，1、2號主變低壓側分列運行，3號主變低壓側單母運行，1號主變高、中壓側中性點接地運行。35kVA、B母分列運行，分段330斷路器熱備用，備投裝置退出運行，C母單母運行。站用電Ⅰ、Ⅱ段聯絡運行，站用電互投裝置（ATS）運行方式為F4模式（2號站用變優先供電、1號站用變備用）。

1.3 上次檢修、巡視情況? 1號主變及三側開關2014年9月13日例行檢修，試驗結果正常。2017年12月19日、2018年2月9日開展超聲波、暫態地電波帶電檢測結果正常。

2? 故障設備情況

2.1 一次設備參數（表1）

2.2 二次設備參數（表2）

2.3 主變抗短路能力校核結果（表3）

2.4 氣象資料

該故障發生時出現大風天氣，氣溫-16度，風速3-4級。

3? 原因分析

3.1 一次設備檢查情況? 13時40分運行、檢修專業到達現場后，根據保護報文按監控差動保護范圍對1號主變220kV、110kV一次設備進行檢查無異常，對35kV側301開關柜檢查，發現301-0隔離開關B相靜觸頭帶電顯示支持絕緣子擊穿炸裂，35kV有一Ⅰ線開關柜后柜門有放電痕跡、C相電纜絕緣擊穿，該Ⅰ線查線未見異常。

3.2 SGT756保護裝置動作報告? 該35kV Ⅰ線CSC-213保護裝置顯示2018年2月11日14時10分14秒566毫秒保護啟動，因保護裝置時間超前GPS時鐘1小時06分26秒，折算后應為2018年02月11日13時03分48秒566毫秒啟動，30毫秒后過流I段出口，故障電流Ic=21.3A，69毫秒分相差動出口，故障電流Ic=6.31A。

3.3 綜合分析? 2018年02月11日10時58分6秒，35kV榮南Ⅰ線C相電纜終端頭擊穿接地，集控中心監控人員未及時發現“安榮站35kV I母接地”信號并采取處置措施，35kVⅠ母接地運行，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03分49秒1號主變301-0隔離開關B相高壓帶電顯示支持絕緣子擊穿接地，形成相間短路，1號主變跳閘。

4? 故障處理

18時49分1號主變轉檢修，對1號主變開展繞組絕緣電阻、繞組直流電阻、繞組頻率響應（變形）、主變介質損耗（繞組電容量）試驗、取油樣分析，試驗、分析結果正常。19時12分35kVⅠ母轉檢修，按照省公司反措補充要求對301-0隔離開關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35分工作全部結束耐壓試驗合格，12日1時53分1號主變恢復送電。12日9時30分，35kV榮南Ⅰ線線路側電纜解引后，對電纜開展交流耐壓試驗合格后送電。15日，對該35kV I線三相電纜終端頭進行停電更換，并對單芯電纜線路側接地拆除。

5? 暴露的問題

①2月11日10時59分“安榮站35kV接地信號”已上報，集控中心監控人員責任心不強，未能及時發現并拉路查找是造成此次事故的主要原因。②監控中心報文雖按相關規定分層、分等級設置，當安榮站35kVⅠ母接地，監控系統只發出異常信號音，事故音響未發出，造成信號漏監。③該35kV Ⅰ線電纜屏蔽層與主絕緣切斷處不整齊，應力錐安裝位置錯誤，電纜內部電場分布、電場強度不均勻，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、工藝標準，未選派有電纜制作經驗的工作負責人到現場監督。⑤傳感器式支柱絕緣子由于澆注工藝、絕緣結構等先天性質量問題，絕緣子內部存在局部放電，運行過程中絕緣性能降低，導致芯棒電容擊穿炸裂，設備故障跳閘。

6? 防范及整改措施

①深刻汲取教訓，加強新設備驗收管理。嚴格按照交接試驗規程對開關柜母線及電纜進行耐壓試驗，抽檢電纜終端頭制作工藝，抽檢率不低于10%。②持續開展變電站內及周邊環境巡查，重點排查站內及周邊是否存在漂浮物，低壓側出線2公里范圍內輸配電線路通道，對變電站周邊電纜運行情況實施差異化運維。③落實省公司關于防止變壓器損壞措施，每日至少對無人值班變電站信號進行巡視檢查一次，對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近區短中，針對老舊設備、缺陷、隱患，編制防止變壓器損壞措施一站一案。⑤針對家族性缺陷及老舊設備運行情況，制定差異化帶電檢測計劃，重點對出線電纜進行檢測，及時發現放電缺陷，保證主變低壓側可靠運行。⑥加強對帶電檢測手段的學習和應用，扎實開展暫態地電壓測試、超高頻等檢測手段培訓，做好檢測數據比對分析工作。

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