220 kV石店变电站1号主变压器故障跳闸分析

张登宇

（国网山西省电力公司朔州供电公司，山西 朔州 036002）

0 引言

变压器差动保护作为变压器的主保护之一，能够保护变压器绕组的相间短路、各电压侧引出线短路以及中性点接地侧变压器绕组和引出线上的单相接地短路[1]，在运行过程中若发生动作情况，应该快速查找原因，恢复送电，确保变压器安全可靠供电。

1 基本情况

石店2 20 kV变电站在应县县城西南10 km处，占地2.35 km2（35.6亩），2012年11月22日投运。本站为常规智能站，现有主变压器（以下简称“主变”）2台，1号、2号主变为保定天威保变电气股份有限公司生产，容量均为2×180 MVA，其中1号主变型号为SSZ11-180000/220，冷却方式为自然油循环风冷，接线组别YNyn0d11，电压比220±8×1.25%/115/37。220 kV、110 kV断路器均为北京ABB高压开关设备有限公司生产，35 kV设备采用山东泰开成套电器有限公司生产的KYN型开关柜。其中220 kV系统为双母并列运行，进出线2回；110 kV系统为双母接线并列运行，进出线5回；35 kV系统为单母分段接线，进出线4回；电容器6组，总容量6×10 000 kvar，全站负荷41 MW[2]。

1.1 故障前运行方式

1号、2号主变高、中压侧并列运行，低压侧分列运行，1号主变高、中压侧中性点接地运行。

1.2 气象情况

2019年4月9日小雨，4月10日小到中雨。

1.3 上次检修及巡视情况

1号主变及三侧开关在2018年5月22日检修、试验无异常；2019年4月10日上午雨后特巡未见异常。

1.4 故障设备情况

一、二次设备基本信息如表1、表2所示。

表1 一次设备基本信息

表2 二次设备基本信息

2 故障情况

2.1 保护动作情况

2019-04-10T18：42，220 kV石店站1号主变PRS-778、PCS-978保护差动动作，1号主变三侧出口跳闸，低压侧301断路器未跳开。调度监控中心远方拉开301断路器失败，通知运行人员就地操作拉开301断路器。

2.2 一次设备检查情况

2019-04-10T 20：30运行、检修专业人员到达现场后，根据保护录波分析情况按差动保护范围对1号主变三侧一次设备进行检查无异常，1号主变低压侧绝缘包封检查包封完整，套管上方屋顶设置挡水板。

2019-04-10T 21：54，1号主变由热备用状态转为检修状态，检修人员对301开关柜内部及穿墙套管进行检查，柜内无潮湿、无放电痕迹。

2019-04-10T 22：10，对1号主变室外35 kV穿墙套管检查，发现套管正下方有1根树枝，检修人员登高检查发现V相、W相套管间有放电痕迹，把地下树枝拿入室内检查发现有沿面放电痕迹。

2.3 保护装置动作情况

现 场2019-04-10T18：44：50 101，A套 保 护PRS778装置纵差差动保护动作，18：44：50 104，B套保护PCS978装置纵差比例差动动作，均为低压侧V、W相间短路，差动保护动作。短路电流U相7 619 A，B相7 826 A，C相15 328 A。

2.4 其他试验情况

2019-04-10T 21：54，1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、取油样进行油中溶解气体分析，试验、分析结果正常。

3 原因分析

3.1 1号主变301断路器未跳闸原因排查

故障发生后，保护人员及时对1号主变双套保护动作情况进行分析，分析发现主变保护动作正确。针对1号主变低压侧301开关拒动，技术人员对可能发生的原因进行了检查排除，情况如下：一是对1号主变A、B套保护Goose跳低压侧开关软压板进行检查，发现全部在投入状态；二是对301开关A、B套合智装置出口硬压板检查，发现全部投入，并通过压板上积灰判断跳闸后无人进行操作；三是在对1号主变低压侧301开关A、B套合智装置、站端后台及地调监控遥信信息检查后，没有发现1号主变低压侧301开关机构“控制回路断线”信号；四是对1号主变低压侧301开关机构多次分合试验未发现卡涩现象；五是1号主变低压侧301开关A、B套合智装置面板无异常告警信号，装置运行正常，插件、尾纤不存在松动情况；六是1号主变低压侧301开关转检修后对1号主变A、B套保护进行差动保护调试传动开关时，都能正确跳开301开关，站端后台及地调监控遥控操作均正确，确认操作回路正常，尾纤正常。

3.2 1号主变301断路器未跳闸原因分析

2019年4月11日，国网山西省电力公司设备部及国网山西省电力公司电力科学研究院一二次专业专家一行5人到达现场，对301断路器未跳闸原因进行共同查找分析，厂家对1号主变低压侧301开关A、B套合智装置调取历史报文，发现A、B套合智装置在保护动作后已收到跳闸命令，但是没有保护跳闸出口反校命令，导致合智装置未出口跳开301开关。进一步检查发现合智装置一直处于闭锁状态，闭锁原因为在2018年10月24日在执行合并单元反措时，国电南京自动化股份有限公司厂家在更换CPU插件下装配置后，未执行复位操作程序，导致合智装置处于闭锁未能复归，无法正确动作跳开301开关。2019年4月10日事故发生后，当调控监控班远方操作301断路器失败后，由运行人员现场进行手动操作，运维人员在将1号主变低压侧合智装置相关信号复归后，装置恢复正常运行状态，保护调试时低压侧断路器正确动作跳闸。

3.3 故障原因综合分析

2019年4月9日应县地区小到中雨，查看站内视频监控系统，10日上午运维班针对降雨对石店站开展雨后特巡未见异常。通过查看视频回放，10日下午220 kV石店站成群飞鸟在变电站上空盘旋，1只鸟落至1号主变35 kV穿墙套管上方屋顶挡水板上，不排除嘴里树枝掉落至主变穿墙套管V、W相接线柱间，加上应县地区当时中雨（连续2天下雨），树枝潮湿、包封材料绝缘下降，通过包封周边间隙V相、W相相间故障，1号主变差动动作跳闸。1号主变301断路器2018年10月24日因CPU升级参数配置后厂家未能及时对装置重启或复归，导致合智装置处于闭锁状态，未能正确动作跳开低压侧301断路器[3]。

4 故障处理

2019-04-11T01：40检修专业人员对主变低压侧V、W相穿墙套管进行RTV涂料喷涂，将受损绝缘包封材料重新包封后，穿墙套管交流、主变低压侧母线桥耐压试验合格。

5 暴露的问题

一是CPU插件更换参数配置后国电南京自动化股份有限公司人员未能立即对装置重启或复归，合智装置处于闭锁状态。二是国电南京自动化股份有限公司生产的合智装置面板在装置闭锁后告警灯不亮、运行灯常亮，未能体现出装置处于闭锁状态，造成运维人员无法判定装置是否是正常工作状态。三是2018年7月虽已采取加装生物驱鸟器进行驱鸟，但进入4—5月鸟害期后，发现效果不明显，可能是因为驱鸟器加装部位点不足、气味散发覆盖范围不广。

6 防范及整改措施

一是在智能站相关工作中，加强对厂家技术人员的监督，熟悉其工作流程，做好相应检查和校验工作。二是建议厂家对此类装置的闭锁回路进行完善，装置面板能够直观反映装置的正常运行和故障闭锁状态。三是二次运维人员加强学习，智能设备厂家积极提供运维技能培训机会，提高各级生产运维人员对智能设备内部信息流机理的熟悉程度。四是向雁门关换流站学习滤波器鸟害防治典型办法，在主变穿墙套屋顶挡水板及架构上等重点部位加装特型驱鸟器数量，最大限度地防止鸟类进入站内区域。