一起220kV变压器故障跳闸分析

高斌

摘要：本文介绍了一起因绝缘子击穿接地形成相间短路，从而导致主变跳闸故障，从管理角度出发，提出了具体的防范措施，为降低该类故障总结了经验。

Abstract： This article introduces an interphase short circuit caused by insulator breakdown and grounding， which leads to a main transformer tripping fault. From the management point of view， specific preventive measures are proposed and experience is summarized for reducing this type of fault.

关键词：主变跳闸;绝缘子;保护动作;防范措施

Key words： main transformer trip;insulator;protective action;preventive measures

中图分类号：TM772                                     文献标识码：A                                  文章编号：1006-4311（2020）31-0116-02

0  引言

在变压器运行过程中由于人为或者设备本身原因常常发生主变跳闸的情况，因此通过总结经验，选取有针对性的防范措施，能够保障变电设备运行的安全，提高供电可靠性。

1  基本情况

某站为组合电器站，现有主变3台，容量均为2×150MVA，220kV系统为双母并列运行，进出线7回;110kV系统为双母接线并列运行，进出线11回;35kV设备采用GGN型开关柜，系统为单母分段接线，进出线3回;电容器6组，总容量6×10000kvar，全站负荷110MW。

1.1 故障情况  2018年2月11日10时58分集控系统报该站35kV I母接地信号，13时03分48秒566毫秒，35kV其中I线差动、过流I段动作跳闸。13时03分49秒083毫秒220kV该站主变跳闸，RCS978E、SGT756两套差动保护动作。

1.2 故障前设备状态  1、2、3号主变高、中压侧并列运行，1、2号主变低压侧分列运行，3号主变低压侧单母运行，1号主变高、中压侧中性点接地运行。35kVA、B母分列运行，分段330断路器热备用，备投装置退出运行，C母单母运行。站用电Ⅰ、Ⅱ段联络运行，站用电互投装置（ATS）运行方式为F4模式（2号站用变优先供电、1号站用变备用）。

1.3 上次检修、巡视情况  1号主变及三侧开关2014年9月13日例行检修，试验结果正常。2017年12月19日、2018年2月9日开展超声波、暂态地电波带电检测结果正常。

2  故障设备情况

2.1 一次设备参数（表1）

2.2 二次设备参数（表2）

2.3 主变抗短路能力校核结果（表3）

2.4 气象资料

该故障发生时出现大风天气，气温-16度，风速3-4级。

3  原因分析

3.1 一次设备检查情况  13时40分运行、检修专业到达现场后，根据保护报文按监控差动保护范围对1号主变220kV、110kV一次设备进行检查无异常，对35kV侧301开关柜检查，发现301-0隔离开关B相静触头带电显示支持绝缘子击穿炸裂，35kV有一Ⅰ线开关柜后柜门有放电痕迹、C相电缆绝缘击穿，该Ⅰ线查线未见异常。

3.2 SGT756保护装置动作报告  该35kV Ⅰ线CSC-213保护装置显示2018年2月11日14时10分14秒566毫秒保护启动，因保护装置时间超前GPS时钟1小时06分26秒，折算后应为2018年02月11日13时03分48秒566毫秒启动，30毫秒后过流I段出口，故障电流Ic=21.3A，69毫秒分相差动出口，故障电流Ic=6.31A。

3.3 综合分析  2018年02月11日10时58分6秒，35kV荣南Ⅰ线C相电缆终端头击穿接地，集控中心监控人员未及时发现“安荣站35kV I母接地”信号并采取处置措施，35kVⅠ母接地运行，C相接地后电压降至0伏，A、B相电压升高至正常值的倍，13时03分49秒1号主变301-0隔离开关B相高压带电显示支持绝缘子击穿接地，形成相间短路，1号主变跳闸。

4  故障处理

18时49分1号主变转检修，对1号主变开展绕组绝缘电阻、绕组直流电阻、绕组频率响应（变形）、主变介质损耗（绕组电容量）试验、取油样分析，试验、分析结果正常。19时12分35kVⅠ母转检修，按照省公司反措补充要求对301-0隔离开关3支带电显示支持绝缘子更换为普通型支持绝缘子，12日1时35分工作全部结束耐压试验合格，12日1時53分1号主变恢复送电。12日9时30分，35kV荣南Ⅰ线线路侧电缆解引后，对电缆开展交流耐压试验合格后送电。15日，对该35kV I线三相电缆终端头进行停电更换，并对单芯电缆线路侧接地拆除。

5  暴露的问题

①2月11日10时59分“安荣站35kV接地信号”已上报，集控中心监控人员责任心不强，未能及时发现并拉路查找是造成此次事故的主要原因。②监控中心报文虽按相关规定分层、分等级设置，当安荣站35kVⅠ母接地，监控系统只发出异常信号音，事故音响未发出，造成信号漏监。③该35kV Ⅰ线电缆屏蔽层与主绝缘切断处不整齐，应力锥安装位置错误，电缆内部电场分布、电场强度不均匀，造成电缆终端头绝缘击穿接地是造成此次故的次要原因。（图3、图4）④电缆制作人员未彻底掌握制作流程、工艺标准，未选派有电缆制作经验的工作负责人到现场监督。⑤传感器式支柱绝缘子由于浇注工艺、绝缘结构等先天性质量问题，绝缘子内部存在局部放电，运行过程中绝缘性能降低，导致芯棒电容击穿炸裂，设备故障跳闸。

6  防范及整改措施

①深刻汲取教训，加强新设备验收管理。严格按照交接试验规程对开关柜母线及电缆进行耐压试验，抽检电缆终端头制作工艺，抽检率不低于10%。②持续开展变电站内及周边环境巡查，重点排查站内及周边是否存在漂浮物，低压侧出线2公里范围内输配电线路通道，对变电站周边电缆运行情况实施差异化运维。③落实省公司关于防止变压器损坏措施，每日至少对无人值班变电站信号进行巡视检查一次，对主变抗短路能力不足的变压器推出重合闸。④为防止变压器低压侧近区短中，针对老旧设备、缺陷、隐患，编制防止变压器损坏措施一站一案。⑤针对家族性缺陷及老旧设备运行情况，制定差异化带电检测计划，重点对出线电缆进行检测，及时发现放电缺陷，保证主变低压侧可靠运行。⑥加强对带电检测手段的学习和应用，扎实开展暂态地电压测试、超高频等检测手段培训，做好检测数据比对分析工作。

参考文献：

[1]周志强，韩洪刚，王海宽，等.一起电力变压器雷电过电压事故分析[J].变压器，2004，37（11）：37-38.

[2]李爽，赵义松，张巍，等.一起220kv变压器短路事故分析[J].东北电力技术，2012，33（9）：32-33.

[3]郝建成，宋丹，叶峰.变压器和组合电器特殊连接方式下的试验方法[J].东北电力技术，2012，33（3）：15-16.