异物短路引起主变差动保护动作事故分析

殷德聪

(国网北京市电力公司密云供电公司，北京 101500)

0 引言

主变的差动保护是变压器本体内部、套管和引出线故障的主保护，它能反映变压器绕组和引出线的相间短路，中性点直接接地侧的单相接地短路及绕组匝间短路。主变瓦斯保护能反映变压器外部故障(套管和引出线)，保护范围更大。多数户外布置变电站，尤其对于三个电压等级变电站，变压器套管至母线之间引线较长，容易出现短路故障。

通过对两起因异物短路造成变压器差动保护误动作事故进行深入分析，查找出事故的原因，并就此总结分析、提出整改防范措施，避免类似事故的再次发生，提高电网的运行水平。

1 事故案例1

1.1 事故经过

2020-01-11，某220 kV变电站(以下简称为A变电站) 1号主变差动保护动作，1号主变2211，101，201三侧断路器跳开，母联145，245断路器自投成功。

1.2 现场调查

(1) 一次设备检查。运维人员检查发现A变电站1号变10 kV侧套管至10 kV母线桥(1 m左右)A，B相有放电痕迹，其他未见异常。1号变上方架构上有未搭好的鸟窝。1号变10 kV母线桥附近有掉落铁丝，其他未见异常。

(2) 故障录波检查。1号主变压器故障录波器检查情况：故障初始，10 kV 4号母线三相电压畸变，A相电压频繁间歇性降低，同时B相、C相电压间歇性增加，零序电压间歇性出现。201开关为负荷电流，由该站10 kV系统为消弧线圈接地方式，可以判断当前故障为10 kV 4号母线A相间歇性接地。3.3 s后，201开关B相电流增大，10 kV 4号母线B相电压降低，同时2211开关A相、B相电流增大，持续390 ms。可以初步判断为，在变压器低压侧A相接地3.3 s后，10 kV 4号母线所带线路发生B相接地，因A相接地点在变压器低压侧，A相电流未流过201开关CT，B相故障在10 kV 4号母线所带的线路，B相电流流过201开关CT，因此故障录波器只记录到B相故障电流。在变压器低压侧A相接地，10 kV 4号母线所带线路B相接地持续390 ms后，变压器低压侧发生AB相间故障，持续30 ms后转为ABC三相故障，三相故障持续约30 ms，变压器差动保护动作跳开变压器三侧开关。

(3) 试验检查。对主变进行设备外观检查，1号主变油色谱分析、形变、绝缘、直阻试验无异常。

(4) 保护装置检查。检查1号主变RCS97H保护装置比率差动和工频变化量差动动作。

1.3 故障原因分析

经初步分析，本次故障发生原因为1号变上方未搭好的鸟窝铁丝掉落至主变10 kV母线桥，造成的主变低压侧A相接地，持续3.3 s后，10 kV母线所带线路发生B相接地，并发展成为1号变压器低压侧AB相间短路，最终转为ABC三相短路故障跳闸。

2 事故案例2

2.1 事故经过

2020-04-21，某110 kV站(以下简称为B变电站) 2号主变差动保护动作，跳开2号主变三侧112，302，202断路器，母联245，345断路器自投成功。

2.2 现场调查

(1) 一次设备检查。运维人员检查发现B变电站2号变35 kV套管至35 kV母线桥引线B，C相有放电痕迹，引线下方发现电视信号线，其他未见异常。

(2) 故障录波检查。2号主变压器故障录波器检查情况：10：56：10，35 kV 5号母线B相、C相电压发生畸变，电压幅值降低一半，持续时间80 ms，A相电压正常，录波图A相、B相、C相无故障电流，无零序电流，因此可以判断未发生接地故障。

2号变高压侧112断路器B，C相电流出现大幅增加，故障电流约为2.4 kA，A相电流无较大变化，负荷电流约160 A，无零序电流。

2号变10 kV侧母线电压B相电压降低，电压波形畸变，A，C相电压小幅降低，B相电流几乎为零，B，C相电流有小幅增加。

综上可以初步判断，故障点发生在2号变35 kV变压器套管引线至302断路器之间，为B，C相间短路，未发生接地。短路持续时间80 ms，80 ms后变压器差动保护出口动作，112，302，202开关跳闸，故障切除。

(3) 试验检查。对主变进行设备外观检查，2号主变油色谱在线监测数据分析正常，变压器绝缘、直阻试验无问题。

(4) 保护装置检查。检查2号主变CSC-326GD保护装置比率差动动作。302，202，112开关跳开，245，345自投成功。

2.3 故障原因分析

经初步分析，本次故障发生原因为B变电站外居民楼电视信号线被大风刮落至2号变上方35 kV引线上，造成35 kV引线B，C相短路引起差动保护跳闸，该引线长约25 m。

B变电站周边有多个小区分布，距离该站最近小区居民楼距离不足10 m，小区内建筑为高层居民楼。

故障当天，B变电站所在地区有持续大风天气，阵风达到7～8级。经过现场勘查，判定B变电站2号差动保护动作原因为站外居民楼卫星接收器信号线因大风刮起飘落至2号变35 kV侧引线上，引起B，C相间短路。

3 防范措施

加强巡视，针对变电站内及周围异物类隐患，建立隐患台账。对变电站内外周围异物、鸟窝等进行清理。对220 kV及以下主变的6～35 kV中(低)压侧引线、户外母线(不含架空软导线形式)及接线端子进行绝缘化改造，防止变压器出口短路事故。