異物短路引起主變差動保護動作事故分析

殷德聰

(國網北京市電力公司密云供電公司，北京 101500)

0 引言

主變的差動保護是變壓器本體內部、套管和引出線故障的主保護，它能反映變壓器繞組和引出線的相間短路，中性點直接接地側的單相接地短路及繞組匝間短路。主變瓦斯保護能反映變壓器外部故障(套管和引出線)，保護范圍更大。多數戶外布置變電站，尤其對于三個電壓等級變電站，變壓器套管至母線之間引線較長，容易出現短路故障。

通過對兩起因異物短路造成變壓器差動保護誤動作事故進行深入分析，查找出事故的原因，并就此總結分析、提出整改防范措施，避免類似事故的再次發生，提高電網的運行水平。

1 事故案例1

1.1 事故經過

2020-01-11，某220 kV變電站(以下簡稱為A變電站) 1號主變差動保護動作，1號主變2211，101，201三側斷路器跳開，母聯145，245斷路器自投成功。

1.2 現場調查

(1) 一次設備檢查。運維人員檢查發現A變電站1號變10 kV側套管至10 kV母線橋(1 m左右)A，B相有放電痕跡，其他未見異常。1號變上方架構上有未搭好的鳥窩。1號變10 kV母線橋附近有掉落鐵絲，其他未見異常。

(2) 故障錄波檢查。1號主變壓器故障錄波器檢查情況：故障初始，10 kV 4號母線三相電壓畸變，A相電壓頻繁間歇性降低，同時B相、C相電壓間歇性增加，零序電壓間歇性出現。201開關為負荷電流，由該站10 kV系統為消弧線圈接地方式，可以判斷當前故障為10 kV 4號母線A相間歇性接地。3.3 s后，201開關B相電流增大，10 kV 4號母線B相電壓降低，同時2211開關A相、B相電流增大，持續390 ms。可以初步判斷為，在變壓器低壓側A相接地3.3 s后，10 kV 4號母線所帶線路發生B相接地，因A相接地點在變壓器低壓側，A相電流未流過201開關CT，B相故障在10 kV 4號母線所帶的線路，B相電流流過201開關CT，因此故障錄波器只記錄到B相故障電流。在變壓器低壓側A相接地，10 kV 4號母線所帶線路B相接地持續390 ms后，變壓器低壓側發生AB相間故障，持續30 ms后轉為ABC三相故障，三相故障持續約30 ms，變壓器差動保護動作跳開變壓器三側開關。

(3) 試驗檢查。對主變進行設備外觀檢查，1號主變油色譜分析、形變、絕緣、直阻試驗無異常。

(4) 保護裝置檢查。檢查1號主變RCS97H保護裝置比率差動和工頻變化量差動動作。

1.3 故障原因分析

經初步分析，本次故障發生原因為1號變上方未搭好的鳥窩鐵絲掉落至主變10 kV母線橋，造成的主變低壓側A相接地，持續3.3 s后，10 kV母線所帶線路發生B相接地，并發展成為1號變壓器低壓側AB相間短路，最終轉為ABC三相短路故障跳閘。

2 事故案例2

2.1 事故經過

2020-04-21，某110 kV站(以下簡稱為B變電站) 2號主變差動保護動作，跳開2號主變三側112，302，202斷路器，母聯245，345斷路器自投成功。

2.2 現場調查

(1) 一次設備檢查。運維人員檢查發現B變電站2號變35 kV套管至35 kV母線橋引線B，C相有放電痕跡，引線下方發現電視信號線，其他未見異常。

(2) 故障錄波檢查。2號主變壓器故障錄波器檢查情況：10：56：10，35 kV 5號母線B相、C相電壓發生畸變，電壓幅值降低一半，持續時間80 ms，A相電壓正常，錄波圖A相、B相、C相無故障電流，無零序電流，因此可以判斷未發生接地故障。

2號變高壓側112斷路器B，C相電流出現大幅增加，故障電流約為2.4 kA，A相電流無較大變化，負荷電流約160 A，無零序電流。

2號變10 kV側母線電壓B相電壓降低，電壓波形畸變，A，C相電壓小幅降低，B相電流幾乎為零，B，C相電流有小幅增加。

綜上可以初步判斷，故障點發生在2號變35 kV變壓器套管引線至302斷路器之間，為B，C相間短路，未發生接地。短路持續時間80 ms，80 ms后變壓器差動保護出口動作，112，302，202開關跳閘，故障切除。

(3) 試驗檢查。對主變進行設備外觀檢查，2號主變油色譜在線監測數據分析正常，變壓器絕緣、直阻試驗無問題。

(4) 保護裝置檢查。檢查2號主變CSC-326GD保護裝置比率差動動作。302，202，112開關跳開，245，345自投成功。

2.3 故障原因分析

經初步分析，本次故障發生原因為B變電站外居民樓電視信號線被大風刮落至2號變上方35 kV引線上，造成35 kV引線B，C相短路引起差動保護跳閘，該引線長約25 m。

B變電站周邊有多個小區分布，距離該站最近小區居民樓距離不足10 m，小區內建筑為高層居民樓。

故障當天，B變電站所在地區有持續大風天氣，陣風達到7～8級。經過現場勘查，判定B變電站2號差動保護動作原因為站外居民樓衛星接收器信號線因大風刮起飄落至2號變35 kV側引線上，引起B，C相間短路。

3 防范措施

加強巡視，針對變電站內及周圍異物類隱患，建立隱患臺賬。對變電站內外周圍異物、鳥窩等進行清理。對220 kV及以下主變的6～35 kV中(低)壓側引線、戶外母線(不含架空軟導線形式)及接線端子進行絕緣化改造，防止變壓器出口短路事故。