一起主變低壓絕緣降低引起差動動作故障分析

陳 浩，章 楨

（國網江蘇省電力有限公司常州供電分公司，江蘇 常州 213000）

隨著電網規模增長，小電流接地系統變電站出線單相接地故障對站內設備絕緣水平和運維手段提出了較高要求[1]。本文分析了一起主變低壓絕緣降低引起差動動作故障，通過對保護動作情況、故障錄波波形和設備檢查情況，論證了設備故障原因，對故障中電容器低電壓保護動作異常進行了簡要分析，提出了事故防范措施。

1 事故概述

某日，監控通知：110 kV甲乙變10 kV II段B相接地，2號主變差動保護動作，110 kV內橋700開關跳開，2號主變102開關跳開，10 kV自投動作，10 kV母線分段100開關合上，事故時天氣小雨。

事故前，1號進線經711開關供1號主變，經內橋700開關供2號主變。1號主變301開關供35 kV I、Ⅱ段母線，經101開關供10 kV I段母線；2號主變102開關供10 kVⅡ段母線。110 kV自投啟用，10 kV自投啟用。站用電由10 kVⅡ段所用變供。

2 保護動作簡要情況

2.1 后臺機信息

8:11:50.843 ms，10 kVⅡ段母線B相接地，A相10.3 kV，B相0，C相10.1 kV。

8:12:20.599 ms，差動保護啟動。

8:12:20.617 ms，高后備保護啟動。

8:12:20.640 ms，差動保護出口，最大相電流12.949 A，跳700，102。

8:12:20.670 ms，低后備保護啟動。

8:12:25.770 ms，10 kV I備自投出口。

8:12:26.244 ms，10 kV I備自投合10 kV母線分段100開關。

8:12:26 317 ms，10 kV I、Ⅱ母接地。

8:39:08 355 ms，監控拉開10 kV 2#電容器。

8:55:58，監控選跳新裕129線有效。

8:58:57，監控拉開新裕129線。

2.2 對后臺機信息總結

10 kVⅡ母B相接地；約30 s后，差動保護動作，跳開700，102，差動啟動后，高后備和低后備也都啟動，但沒有出口；差動出口后約6 s，10 kV備自投動作合上100，10 kV I、Ⅱ母接地；46 min后經監控試撳出接地點在新裕129線。

3 現場檢查情況

由于2號主變差動保護動作，而非電量保護未動作，基本可以判斷為主變外部差動范圍內故障[2]。因而檢修人員對110 kVⅡ段母線、2號主變高壓側引線、低壓側連接排進行了細致檢查。當檢查至10 kV開關室時，發現開關室內有煙霧彌漫，2號主變102開關后間隔門明顯變形，102開關后下間隔連接排有明顯放電點。

4 故障波形分析

如表1所示，從電流值上來看，低壓側的三相電流（除了B相有一尖峰）均很小，A相最大值換算至高壓側約3.80 A，C相最大值換算至高壓側約3.19 A。而高壓側三相電流值都較大，說明主變低壓側發生了三相短路，差動范圍內有短路點，與現場相符。

表1 差動保護各側電流（二次值）

如果三相短路點都在差動范圍內，B相不應有高達31.47 A的電流，說明B相短路點應在差動范圍外，結合差動動作前后都有10 kVⅡ段母線B相接地情況，可判斷B相的短路電流經102開關流變，至接地點。

5 處理情況

9月6日9:35，市供電公司調度發口令：將2號主變102開關改為冷備用；10:58，市供電公司調度發口令：拉開2號主變7021閘刀；合上呂永712開關。現場做好安全措施、許可第一種工作票，經檢修班組檢查試驗，需要更換102開關流變。次日將700開關、712開關改為冷備用，做好安全措施后，檢修班組更換流變并經差動試驗合格后2號主變恢復送電。

6 電容器失壓保護動作情況

從差動出口跳開開關，I母失電到自投動作合上100開關，約有6 s時間，電容器失壓保護時限為0.5 s，但電容器欠壓保護未動作。事后保護試驗時，當電壓緩慢降至50 V以下時，保護能正確動作；而當電壓直接降至0時，保護不動作。

經廠家確認，該PSC-692保護部分版本內欠壓保護邏輯為：電壓值在20～50 V時欠壓保護才動作，低于20 V欠壓保護不動作。

7 結束語

此次事故是由于10 kV II段129開關出線側B相金屬性接地，引起A、C相系統電壓升高，102開關柜后間隔主變側絕緣薄弱處對柜體放電，導致三相短路，引起2號主變差動保護動作。事發當日下雨水天氣，空氣潮濕，有引起絕緣下降的條件，此次事故也證實了102開關后下間隔連接排割排處絕緣薄弱，因而今后主變接地點的設置不宜通過在開關柜后下間隔連接排上割排的方式設置。

10 kV 2號電容器欠壓保護未動作暴露了保護驗收工作中存在考慮不全面的情況，只驗證了欠壓保護在電壓低于50 V時會動作，卻沒有弄清楚低于20 V時不能動作。這就要求運維人員不僅僅見證試驗過程，還要結合保護邏輯對試驗項目完整性和合理性提出要求。