一例整流變壓器異常跳閘故障的分析與處理

高志剛，龔炳林

（1.中鹽內蒙古化工股份有限公司，內蒙古 阿拉善 750306；2.中鹽江西蘭太化工有限公司，江西 新干 331302）

2019年4月23—24日，江西省某鹽化工企業氯酸鈉廠一臺正常生產運行中的整流主變壓器，先后發生了2次突然跳閘故障。本著“四不放過”的原則，該企業對這2次故障的發生極為重視，及時組織技術人員對其故障原因、性質、對策進行細致的分析，形成了如下的分析處理綜述。

1 故障過程

該鹽化工企業的氯酸鈉生產工藝，電解部分是其生產過程的重點工序，電解工序的關鍵裝置電解槽的工作電源由整流裝置提供，電壓等級為DC 420 V，工作電流一般在90 kA左右，屬于低壓直流大電流供電設備。這個整流裝置由2臺110 kV、31300 kVA的整流變壓器并列工作。該變壓器先后發生的2次異常跳閘現象，都是整流2＃主變這同一臺變壓器，是在正常生產運行中突發的，對企業的生產運行造成了較大的影響。回顧這兩次整流2＃主變的異常跳閘的故障現象，發生跳閘動作的性質大體相似，事前沒有任何征兆。事后，通過檢查微機綜保的動作事件記錄，顯示均為后備高壓側過流一段保護動作。

1.1 第一次跳閘

4月23日17:04，整流2＃主變102高壓開關發生第一次跳閘，當時變電運行人員和值班電工通過現場直觀檢查，沒有發現明顯的原因，變電運行工按程序執行開關合閘操作，于17:11正常合上102高壓開關，并順利進行整流主電流的升電流等操作。隨后，電氣技術人員于17:20到達現場，隨即檢查正在運行中的整流2＃主變及相關的高低壓配電和整流設備，沒有發現異常現象。檢查2＃主變二次回路的微機綜保裝置，發現有“后備高壓側過流一段保護動作”的動作記錄。其保護動作跳閘電流為B相過流，達到16.62 A（其過流動作定值為11 A）。當時設備處于運行狀態，各項運行參數均為正常。后續聯系贛西供電公司的相關技術人員，將所發生的情況一一告知，進行細心交流與溝通，贛西供電公司技術人員的建議是要求現場當班人員加強巡檢和觀察，查看電氣參數和現場一次與二次設備是否有變化，建議暫時不做停運檢查和分析。

1.2 第二次跳閘

4月24日8:30，電氣技術人員前往110變電站和整流配電間檢查，2＃主變及其整流裝置正常運行，其微機綜保后臺出現“二次諧波制動”報警。變電運行人員去現場巡檢，2＃主變再次跳閘。技術人員與變電運行人員回到110變電站控制室，查看微機后臺記錄，顯示9:11再次出現2＃主變“后備高壓側過流一段保護動作”的動作事件記錄，C相過流跳閘電流為29.46 A。此時，整流2＃主變102高壓開關出現的第2次跳閘。

2 原因分析

鑒于該整流變壓器兩天相繼出現了2次異常跳閘故障，技術人員當即決定將2＃主變保持停電，將此變壓器處于檢修狀態。技術人員全力以赴開展對110變電站和整流系統的檢查分析與故障診斷。首先，用傳統直觀的方法檢查變壓器、電流互感器、整流柜、二次線路、微機綜保裝置等，沒有發現明顯的故障部位和可疑現象。查看微機綜保裝置，第2次跳閘的事件記錄，顯現出“后備高壓側過流一段保護動作”的動作記錄。其保護動作跳閘電流為C相過流，達到29.46 A。當時其他設備運行正常。隨后，技術人員制定了周密的分析、檢查、診斷方案，必須徹底查清楚是電氣設備故障，還是保護裝置錯誤動作而引起的跳閘。于是，現場技術人員兵分兩路：一路人員檢查電氣一次回路設備，另一路人員檢查電氣二次回路（含微機綜保裝置的檢查與試驗），并調用電力部門的專業檢查和試驗設備來為協助查找、分析和診斷故障。

技術人員隨即全力投入了一次設備與二次設備的檢查、分析與試驗工作之中。從所檢查的110 kV變壓器、電流互感器、電壓互感器、SF6氣體斷路器、隔離刀閘、接地刀閘、避雷裝置、110 kV電纜的各項診斷性試驗來看，相關的一次設備試驗參數正常，均已通過試驗，確認設備完好，沒有出現問題；二次回路檢查的人員檢查了2＃主變微機綜保裝置、二次回路接線、電流互感器參數、電壓互感器參數。試驗中所反映出的問題是微機綜保裝置，發生異常，出現誤動作。并且顯示的相關參數出現嚴重偏差：三相電流和三相電壓出現嚴重不平穩。因此，技術人員判斷：該微機綜保裝置出現了故障，裝置內部出現了錯誤的電流與電壓采樣數值，導致裝置的錯誤動作。

按照常規的經驗，微機綜保裝置動作，有3種情況：一是正常動作，電氣設備或者運行狀況達到動作條件，必定動作跳閘，以保護正常設備免遭破壞或受損；二是拒絕動作，就是當電氣設備或運行條件符合動作條件，但沒有動作跳閘，也就是不能正常保護設備免遭破壞或受損；而第三種情況是當電氣設備或運行狀況沒有具備動作條件，但綜保裝置卻是發生了動作而導致跳閘，即誤動作，存在保護裝置故障的現象。

3 故障處理

經過前面的檢查分析，微機綜保裝置使用的電子元器件及芯片組使用壽命期一般為10年，該企業的綜保裝置是2009年安裝投運的，剛好滿了10年，服役時間已到，可能會相繼出現一些故障，不能確保正常使用了。

針對這次檢查試驗發現的2＃主變微機綜保裝置出現的問題，技術人員著手進行處理，該裝置的型號為DPT-3W差動保護裝置，由南京某自動化設備有限公司生產和調試。經過對裝置進行解體，決定先嘗試進行現場檢查、分析及修復，對疑似出現故障的相關配件進行逐個分析、診斷，更換了其中的兩塊信號采樣電路板，并重新做保護裝置綜合試驗，試驗結果各項參數正常，此項故障得以排除。于是將該綜保裝置投入，按程序啟動恢復投運，于當天下午16:45，將整流裝置的2＃主變恢復送電，投入運行。然后，整流運行人員按程序將整流系統投運，并將整流電流逐漸調節，提升到正常生產所須數值，一切正常。這樣，這次整流變壓器異常跳閘故障的處理就已經完工。