110kV变电站主变差动保护动作原因分析

虎志远

（国网河南新密市供电公司，河南 新密 452370）

变压器是电力系统中的重要供电元件，具有改变电压、传递电能的作用，是保障电网安全、经济运行的基础。其运作的可靠性关乎变电站的整体安全，一旦出现故障，将严重影响供电可靠性和电网稳定性。变压器差动保护可为电网安全、稳定运行提供可靠保证，在电网中具有举足轻重的作用。本文结合一起主变差动保护动作的事故，通过检查现场的电力设备和事故记录，分析变压器差动保护跳闸的原因，为类似事故提供参考与借鉴。

一、现场检查情况

（一）事故相关运行方式的了解

该站现有1台110kV变压器，Y/Y/△绕组类型。110kV、35kV和6kV母线全部采用单母接线。110kV侧为电源端，其它两侧为负荷侧。35kV中性点隔离开关在变压器正常运行时拉开，在操作35kV侧开关操作时合上。

（二）值班员记录

2019年4月23日19时55分左右，事故音响喇叭响起，主变三侧181、381、681开关位置信号灯绿灯闪光，#1主变控制屏“差动保护动作”、“充电机保护故障”、35kV屯平线384开关保护屏“告警”氖灯亮，其“告警”光字牌亮。当时检查主变瓦斯继电器内无气体，压力释放阀未动作。后来报告说35kV侧屯平线发生短路（特殊用户）。

（三）故障录波器记录

本站没有设录波器装置。我们到现场时运行单位已经对保护做过保护特性试验，故障时的主变保护装置内的故障报告已被冲掉，无法从变压器保护装置内提取当时的故障录波记录。通过上一级变电站缶石站录波器对缶屯线故障录波记录检查，发现当时缶屯线录波启动，记录为B、C两相启动录波，从波形可看出B、C两相波形反相，幅值接近，其下一级相邻元件可能发生B、C两相相间短路。

二、检查情况

二次检修班负责人接到地调通知该站1号主变差动保护动作情况后立即出发到达现场。经检查1号主变保护装置故障报文为BC相短路，比例差动动作，故障电流5.51倍Ie，动作时间X月X日21时01分。故障录波装置报文BC相电流、电压发生突变。检修人员对1号主变及三侧设备进行了仔细检查，在对1号主变本体检查中发现10kV母线桥侧C相避雷器有明显烧损痕迹，B相有产弧痕迹。判断故障点为BC相避雷器近区短路导致。1号主变保护装置保护定值：差动电流启动值1.05A（0.3Ie），差动速断定值21.0A（6Ie），故障电流是5.51Ie（19.285A）达到比率差动动作值，未达到差动速断动作值，保护比率差动动作，1号主变保护动作正确。检修人员及时更换ABC三相避雷器及计数器，同时电气试验人员对1号主变进行检查。试验人员按照输变电设备状态检修试验规程及相关反措要求，认真对近区遭受故障的该变电站1号主变进行了诊断性试验，试验项目如下：短路阻抗测量、绕组频率响应分析、主变本体介损及电容量测试、绝缘油诊断性试验（油简化试验及色谱分析）、绕组直流泄漏电流测量、绕组绝缘电阻、直流电阻测试等，所有试验数据均合格、良好，初步判断主变内部并未发生绕组变形。

三、原因分析

变电站为2008年的基建工程，施工单位为甲电建公司。工程内容为新增110kV的1、2号进线间隔（2号没有出线电缆）、110kV的I、II段母线、1号主变和内桥开关间隔。当时，110kV的电缆只有1号进线。

按照图纸要求，在1号主变保护屏处短接桥开关电流。2016年，主变租赁工程新增2号主变，施工单位为乙电建公司。工程内容为新增设备2号主变和110kV的2号进线电缆，没有涉及到1号主变。由于前期工程投运时1号主变差动保护中的内桥侧电流在保护屏处短接，施工人员未考虑2号进线供1号主变运行或合环操作时，1号主变差动保护无法采集内桥电流，因此造成1号主变差动保护误动作。

当110kV的两条进线进行合环操作时，从110kV溪环线保护提供的波形进行估算，合环电流大于600A。原本进入1号主变差动保护的电流为主变负荷电流，但700开关CT的绕组短接。此时，1号主变差动保护的电流为合环电流（负荷电流可以忽略不计），超过差动保护的动作值0.65Ie（Ie指根据变压器的实际容量求到的额定电流的标么值，273A），差动保护动作出口跳开高低压侧开关。

四、防范措施

（一）改进措施之一

将线路L侧零序差动定值提高，以躲过最大不平衡电流。

（二）改进措施之二

增加变压器的涌流抑制器，以减小在变压器合闸过程中产生的励磁涌流，从而使得变压器合闸时产生的直流分量减小，以避免由于电流互感器对直流分量的传变特性不一致而导致零序差动保护误动作。

（三）改进措施之三

进一步加强梳理生产管理流程，明确设备验收投运遗留问题的管理职责及处理流程，防止设备带病运行。

结语

随着电网规模日益扩大，电力系统的复杂程度越来越高。这次主变送电过程中产生如此大的直流分量是所有人没有想到的，所以才会三次送电，对系统造成了不必要的冲击。对系统中出现的新现象、新问题，我们基层继电保护人员要勤思考、多研究，才能适应新时期电力工作的要求，更好地完成本职工作。