一起35千伏變壓器跳閘故障分析

馬群 王曉輝 沈潤 何成寶

摘要：2020年8月，某35kV變電站2號主變高復壓過流保護III段動作，跳開高壓側進線312開關、橋開關300及主變低壓側102開關，故障切除。因該變電站特殊運行方式，造成了全站停電。故障過程中高后備保護動作，差動保護、所有線路保護及電容器保護未動作。

關鍵詞：變壓器、復壓過流、高后備

一、故障前運行方式

故障發生時，主變35kV兩條母線并列運行，橋開關300處于閉合狀態，10kV兩條母線分列運行，各10kV出線處于正常運行狀態。主變高壓側沒有套管CT，高后備保護采用進線電流與橋開關電流和電流的形式。

該站2號主變保護為南瑞繼保公司生產。保護為主后備保護一體裝置，型號為RCS-9679II，低后備保護未啟用。線路保護裝置為南瑞繼保公司生產的RCS-9611AII。

二、現場檢查結果

1、現場檢查情況

1）事故現場檢查

2號主變外觀檢查良好，10kV母線位于室內，未見明顯故障。主變保護和線路保護二次回路接線正確，絕緣良好。

檢查主變保護裝置，差動保護未動作，高后備保護復壓過流III段動作，跳閘燈亮，線路保護只是啟動但未動作。

2）后臺信號查看

現場查閱該變電站后臺機事件順序記錄，2019年8月1日11點

15分54秒87毫秒，2號主變保護整組起動[動作]相對時間：0;

15分54秒837毫秒，2號主變保護高壓過流III段保護[動作]相對時間：750;

15分54秒937毫秒，2號主變保護高壓過流III段保護[返回]相對時間：850;

15分55秒367毫秒，2號主變保護整組起動[返回]相對時間：1280;

3）故障錄波圖

從主變故障錄波圖分析可知，高低壓側三相電流相位基本相反，主變低壓側AB相電流明顯增大，且相位基本相反，幅值基本相等，可知應為主變區外AB相間故障。高壓側進線電流在220ms前ABC相分別約為1.1A、1.439A、0.83A，橋開關電流與其相位相反，且為負荷電流，約為0.32A，高后備采用高壓側進線電流與橋開關的和電流，主變高壓側三相電流分別為0.78A、1.12A、0.51A，最大相電流為B相，近似為AC相的2倍，處于動作邊界。查看高復壓III段定值，220ms后，高后備B相電流約為1.24A，AC相電流較小，為0.732A和0.63A，此時B相電流達到定值1.16A，保護開始計時。約760ms時，ABC相故障電流增大，分別為2.11A、3.64A、1.453A，均達到了定值，故920ms保護動作出口時，判為ABC三相故障。

由112線故障錄播圖可以看出，A相電流增大，C相電流基本不變為負荷電流，760ms前A相電流在動作值上下浮動，之后電流增大到17.5A，大于線路保護定值5.58A，但960ms時高后備保護動作出口，線路保護因動作時間不到0.5s未能出口動作。查看保護定值單。我們取760ms前，以660ms時的有效值為例，此時母線電壓下降較小，塔二線及電容器支路負荷電流較大，可知主變低壓側電流為5.85A，112線路電流為5.05A，二者相差近0.8A，轉換為一次值為96A。即使后來母線電壓進一步下降，負荷電流減小，二者電流也能相差近40A左右。由正常運行時負荷電流可知，塔二線與電容器支路電流相位基本相反，主變低壓側與112支路電流相差同樣為負荷電流100A左右。

2、事故處理經過

班組8月1日中午12點左右接到通知，13點左右到達現場，經檢查，2號主變高后備保護III段動作且判為ABC相故障，10kV塔水線及塔二線有保護啟動，但是沒有動作出口。班組成員到現場與運行人員一起核對保護定值無問題。又對塔水線和塔二線做了保護調試，CT回路檢查，保護均正確動作，回路也無誤。聯系廠家調出了主變及塔水線的故障錄播圖，塔二線因沒有故障分流，故裝置無法調出其錄播圖。該站于8月27日也發生了類似保護動作，當時同樣是塔水線、塔二線保護啟動但未出口，2號主變高后備保護動作切除故障。

三、故障原因分析

綜上可知，主變高后備保護III段能夠動作切除故障，112線路保護在760ms達到定值，但未達到動作時間，保護只是啟動沒有動作出口。故障很可能發生在塔水線線路遠端經過渡電阻相間短路，或者經用戶側變壓器故障。后接配調通知，在塔水線線路上找到了故障點，進一步驗證了我們的分析。

四、故障處理情況

本次故障經分析應為塔水線線路遠端經過渡電阻相間短路，或者經用戶側變壓器故障。由于計及塔二線負荷電流和補償電容電流的影響，開始故障電流達不到線路保護的定值，后來雖然達到了定值但由于動作時間未到，線路保護只是啟動但未出口，而發生越級跳閘由主變高后備保護動作切除故障。