一起变压器差动保护跳闸的故障处理

龚炳林 李 翔黄龙林 刘银河

（1.中盐江西兰太化工有限公司 江西新干 2.中盐新干盐化有限公司 江西新干）

1.故障现象

2014年7月23日，江西新干县强雷电暴雨天气后约半小时，中盐江西兰太化工有限公司双氧水厂停电停产，当班电气运行人员确认4#主变压器（型号SF9-6300/110，电压等级110 kV，二次侧电压10 kV，容量6300 kV·A）跳闸。

2.故障分析

4#主变压器是双氧水厂专用降压变压器，其电源由公司110 kV工厂变电站供给。变压器安装在距变电站约30 m的双氧水110 kV降压站内，其二次侧负荷为双氧水厂4台配电变压器和8台10 kV高压电机，变压器正常平均负荷率约为80%，属于较理想的负荷匹配方案。电气技术人员查看相关的110 kV侧综保后台记录和保护装置报警记录，均显示为差动保护动作跳闸，但10 kV侧的保护装置未动作。

根据差动保护原理、保护对象和性质，初步判断故障发生在4#主变压器本体内部，以及变压器本体至低压侧出线的总断路器（保护装置）前的范围内。工作人员按有关安全操作规程办理检修工作手续后，开始故障排查。现场条件有限，缺乏必需的专用电力测试仪器，为此使用2500 V兆欧表和万用表测量相结合的简单方法来粗略分析和判定。断开变压器一次侧和二次侧的主开关（断路器），即断开所有电源和负荷连接，只保留一次侧连接线和二次侧连接母线槽。

（1）使用2500 V兆欧表。变压器110 kV绕组对地绝缘电阻≥2500 MΩ，相与相之间为通路，判定正常；10 kV绕组对地绝缘电阻≤10 MΩ，判定异常；相与相之间为通路，正常。

（2）使用万用表。变压器110 kV绕组相对地为开路，相与相之间为通路，判定正常；10 kV绕组对地绝缘电阻为1000～2000 kΩ，判定异常；相与相之间为通路，正常。

据此，初步判断变压器二次侧绕组及与之相连接的二次侧母线槽存在问题。母线槽与变压器之间用一组软连接铜带相连，检修人员先不拆开这个连接（这些连接固定螺栓暴露在空气中，腐蚀严重，拆下这些螺栓很费时），直接检查母线槽。该母线槽属于简易箱型封闭式母线槽，据了解，在工程建设期间母线槽是在现场组装，再分步安装。检修人员着手逐一拆开盖板，检查内部部件。全部拆开盖板后，在距变压器软连接铜带最近处，发现A、B两相母线铜排有短路放电烧伤的痕迹，并且两根铜排都被放电烧伤，分别形成了1个缺口。进一步检查发现，1块水平安装的环氧树脂绝缘板（给三相母线铜排起固定和绝缘作用）也伴有放电烧黑现象，并且产生了细微裂缝，绝缘板上留有少许水珠。检查母线槽直至10 kV总开关的其他各处，再未发现异常现象。

据此判断环氧树脂绝缘板上的水珠使绝缘板短路放电，导致母线槽的两相母线短路放电，造成主变压器差动保护动作。仔细观察，发现是母线槽的终端垂直封闭板与水平布置的矩形母线框的连接处存在漏水，形成水珠。该连接处原来用橡胶辅以密封胶作为密封，由于风吹、日晒和雨淋，密封材料老化，加之当时暴雨由密封破坏后的连接缝强制渗漏，进入母线槽内。这样水在到达水平绝缘板上即形成母线的相间短路。由于该绝缘板的安装存在一定水平度差异，使处于较低处的两相母线之间积水，而处于相对较高处的两相母线则未积水，也就没有发生短路。

3.故障处理

为彻底消除短路故障隐患，最终处理目的是消除绝缘板积水。化工企业对意外停电要求很严格，不允许停电时间过长，否则可能造成安全隐患。为争取尽早送电，故障处理计划分两步进行。

（1）尽快清除水平绝缘板的积水，并将该绝缘板清洗干净，更换和加固垂直密封板的密封，阻止雨水渗入。检修人员擦干绝缘板后，使用工业无水乙醇清洗水平绝缘板，并用密封胶对垂直密封板的接缝进行加固处理，使之在遇到暴雨时不再进水。实践证明，第一步很成功，在停电不到2 h内即处理完毕。测量绝缘电阻≥2500 MΩ，达到了正常合格数据，随即将变压器送电，一切顺利，很快恢复了双氧水厂的正常生产。

（2）在半个月后的计划停产检修中，检修工作人员抓住停电时机，改进现有母线末端绝缘与固定方式。拆除原有水平安装的绝缘板，在原来安装水平绝缘板的最近处，用一种垂直布置的绝缘板固定三相母线铜排，对三相母线铜排起到进一步可靠固定和绝缘作用。这样，即使母线槽由于密封损坏产生渗水，三相母线铜排绝缘板也不会积水，引发母线间积水短路。

上述措施实施后，效果很好，彻底解决了母线槽因暴雨短路放电，引起跳闸停电，影响安全生产的问题。

4.防范措施

针对这起变压器差动保护动作跳闸故障，公司电气技术人员对涉及到类似的电气设备进行了一次全面检查，着重检查绝缘板的运行状况，及时处理了潜在异常问题，消除了故障隐患，确保了电气设备正常运行。