一起220 kV主變差動保護跳閘事故的分析

孫立峰，石惠承，周 迅

國網嘉興供電公司，浙江 嘉興 314000

0 引言

隨著我國供電網絡的快速發展，電力供應越發安全可靠，停電限電基本已成過去。其中，220 kV輸電線路作為地市級供電網絡的骨干，對城市發展和人們生產生活起著關鍵的作用。因此，保障220 kV主變的安全運行，就是保障220 kV輸電線路和保障城市供電、人們用電的基礎。

1 事故經過

2021年4月6日15時03分，220 kV喬莊變電站喬#1主變比率差動保護動作，跳開喬#1主變三側開關（喬221、喬111、喬351），喬#1、喬#2主變低壓側并列運行，未造成其他線路停電，負荷無損失。

2 事故發生前的運行方式

220 kV喬莊站喬#1主變跳閘前運行方式：喬221運行于220 kV南母，喬111運行于110 kV南母，喬351運行于35 kV西母，且喬#1、#2主變低壓側并列運行，方式如圖1所示[1]。

圖1 220 kV喬莊變一次接線圖

3 現場檢查情況

在主變跳閘后，運行值班員第一時間匯報調度和主管部門，并申請將主變解除備用、做安全措施，等待保護和試驗人員到現場進一步檢查[2-3]。

（1）保護動作情況。喬#1主變雙套保護動作報告顯示，報文及動作電流均一致：22 ms，工頻變化量差動動作；23 ms，比率差動動作；46 ms，差動速斷動作。差動電流換算為有名值，為IdA=8.65 A，IdB=4.95 A，IdC=3.653 A。

（2）主變本體外觀檢查。通過外觀初步檢查，本體油溫為36 ℃，無異常升高；喬221、喬111CT三相外觀無異常；喬351間隔及相鄰設備無異常，但在低壓側母線橋A相支柱絕緣子根部、ABC三相母線橋處發現燒蝕痕跡，如圖2所示。

圖2 喬#1主變低壓側母線排ABC相間放電痕跡

（3）電氣試驗情況。對喬#1主變本體取油開展油色譜分析，油樣分析結果正常，同時對比喬#1主變的最近一次（2021年3月8日）本體油色譜分析試驗報告，各類氣體成分含量未發生明顯變化。隨后對喬#1主變及存在放電痕跡的支柱絕緣子開展診斷性試驗，試驗項目包括繞組絕緣電阻試驗、繞組直流電阻試驗、繞組絕緣介質損耗因數試驗、套管試驗、主變繞組變形試驗（短路阻抗法和頻率響應法）、支柱絕緣子耐壓試驗。頻率響應法測試主變繞組變形試驗結果為高壓繞組低頻段有輕微變形，短路阻抗法檢測結果中高壓繞組對中壓繞組測試值誤差為1.4%，接近規程要求控制值[《輸變電設備狀態檢修試驗規程》（Q/GDW 1168—2013）中要求不超過±1.6%]，其他試驗項目結果均正常[4-5]。

4 故障情況分析

（1）根據現場檢查情況，推斷故障點位于喬#1主變低壓側母線橋，如圖3所示。

圖3 喬#1主變故障點位置

（2）由故障錄波器導出的故障波形如圖4所示。

圖4 喬#1主變低壓側電壓、電流及開關量波形圖

由波形圖可以看出，故障是逐漸發展的過程，可以分為三個階段：

在0～30 ms段，此時三相電壓幅值分別為UA=8.1 V、UB=71.2 V、UC=89 V，推斷喬#1主變低壓側至喬351開關間發生A相接地。

在31～45 ms段，此時三相電壓幅值分別為UA=3.45 V、UB=1.82V、UC=60 V，三相電流IA=19.6 A、IB=18.72 A、IC= 8.84 A，推斷故障發展為AB相間短路，主變兩套保護“差動保護”動作出口。

在46～80 ms段，此時三相電壓幅值分別為UA=3.69 V、UB=1.65 V、UC=2.95 V，三相電流IA=21.02 A、IB=21.46 A、IC=21.67 A，推斷故障發展為ABC三相短路，喬#1主變三側斷路器跳閘，之后故障得到隔離。

5 結論

根據以上情況判斷，故障發生在喬#1主變35kV側母線橋處，三相母線橋灼燒點均偏向上方，呈散狀分布，并未在一條橫向直線上。首先異物導致喬#1主變35 kV側母線橋A相接地，隨后相繼搭接至B相、C相母線橋上，導致AB相間短路并發展為三相短路故障。在短路電流作用下，搭接在母線橋上的異物燃燒、氣化，喬#1主變三側斷路器動作跳閘，保護正確動作，將故障隔離[6]。

6 結束語

文章簡單介紹了一起220 kV主變低壓母線橋因異物搭接造成相間短路，最終主變差動保護跳閘的事故分析和處置過程，補充了主變事故跳閘的案例數據庫，為相似的事件提供支撐和處置意見，以達到行業交流和學習的目的。