某220kV主变差动保护动作的 调控分析与处理

曹旭翀 周文俊 施伟成 杜炜凝

（镇江供电公司）

1 故障情况

2013年7月16日06∶54，镇江地区天气晴，风力4～5级。某220kV某变电站1号主变差动保护动作，1号主变三侧开关跳闸。主变为常州西电变压器有限责任公司出产的风冷/自冷三圈变，为无载调压变压器，容量为：120/120/60（MVA），接线组别为Ynyn0yn0+d。故障时变电站一次系统接线图如图1所示。

图1 故障时变电站一次系统接线图

2 现场检查结果及分析

2.1 现场检查结果

现场信号：“全站事故总动作、1号主变A屏保护动作/B屏保护动作、1号主变电源故障、110kVⅠ母计量/保护电压消失、110kV母差PT断线、所用电切换、直流系统故障”信号。

经查站内1号主变大盖C相第四绕组与防爆阀之间有明显放电痕迹。第四绕组引出桩头C相处有异物飘落，防爆阀外壳处放电严重（见图2和图3）。

图2 C相平衡绕组放电情况图

图3 防爆阀外壳放电情况图

2.2 事故情况分析

2013年7月16日06∶53，220kV某变电站1号主变差动保护动作。全站事故总动作、1号主变A屏保护动作/B屏保护动作、1号主变电源故障动作、110kVⅠ母计量/保护电压消失动作、110kV母差PT断线动作、所用电切换动作、直流系统故障动作。2501、701、301开关跳闸，110kV正母线、35kV正母线失电。下属110kV变电站备自投正确动作。经判断，应为异物掉落1号主变平衡绕组，并对第四绕组和防爆阀同时放电，引起主变差动保护动作，跳开主变三侧开关。

3 第四绕组作用

3.1 第四绕组

第四绕组又叫平衡绕组，在星形-星形联接的变压器中，为减少星形联接的零序阻抗而设计的一种三角形联接绕组，因而也叫稳定绕组。平衡绕组在星 形-星形接线时，能够满足变压器正弦波经传变后依然是正弦波的要求。

3.2 第四绕组接线组别示意图

第四绕组接线组别示意图如图4所示。

图4 YNyn0yn0+d变压器接线组别示意图

4 主变保护动作行为及理论分析

4.1 主变保护动作行为

平衡绕组故障时，1号主变工频变化量差动及比率差动保护均动作。在故障初期约15ms时，C相电流幅值很大，接近A、B两相之和，12ms后故障电流增大，主变录波为BC相故障。

4.2 理论分析

此220kV变电站主变高压侧为电源，所以接线组别为YNyn0yn0+d的主变，两相故障，可以等效为图5。

图5 YNyn0yn0+d平衡绕组两相短路示意图

由于此YNyn0yn0+d型变压器的第四绕组已经接地，C相有异物接地时，就形成了BC两相的短路故障，此故障电流分解为正序和负序电流如图6和图7所示，根据现场录波显示，故障电流一次幅值达到786A。

图6 C相故障短路电流示意图

图7 BC相短路时三相故障电流示意图

5 故障处理及对策建议

此220kV无人值班变电站，在差动保护动作后，虽然主变三侧2501、701、301开关跳闸，110kV正母线、35kV正母线失电。但下级110kV变电站备自投正确动作，负荷损失较小。调控值班人员也积极采取措施，在短时间内将故障点隔离，并负荷转移，保证了正常供电。

事故后续工作：将对1号主变进行油色谱、直流电阻、介质损、低阻抗等试验、分析。

针对事故进行反措：

1）运行人员定期巡视一次设备，及时消除树木、鸟群、异物对电气设备的威胁。

2）加强对老旧设备以及事故频发线路的巡视力度，及时消除安全隐患。

3）定期安排设备的检修工作。

6 结束语

本文通过对一起差动范围内故障引起的主变跳闸事件，进行现象和事故机理的分析研究，确定了事故原因，并提出了相应的处理和反措，为以后电网中出现同样的异常情况提供一些解决方法和思路。

[1]江苏省电力公司. 电力系统继电保护原理与实用技术[M]. 北京: 中国电力出版社, 2006.

[2]景敏慧. 电力系统继电保护动作实例分析[M]. 北京:中国电力出版社, 2012.

[3]江苏省电力公司. Q/GDW-10-J206—2010 输变电设备交接和状态检修试验规程[S].