一起220kV主变故障案例分析

【摘要】本文笔者在2014年3月参与到一起220kv主变故障处理中，由于该起故障的发生原因具有一定典型性。笔者作为一名电力工作者，希望可以通过该起故障的原因以及试验结果的分析，为今后的220kV主变故障处理提出一些要点与处理方法，并与广大电力同行进行交流，推动220kV主变故障处理水平的提高。

【关键词】主变故障;案例分析;处理方法

引言

2014年3月，广东电网公司江门供电局某220kV电力网络发生了一起由于主变跳闸引起的故障问题。经过对故障的分析，发现主要原因是由于套管的CT极性错误，在主变负荷增高伴随零序电流增大引起了主变动作跳闸。在相关电力工作人员的抢修下，该起220kV主变故障得到及时的处理，电网也很快恢复正常运行。通过对这起故障案例的分析，笔者发现了220kV主变设备存在的一些问题，希望引起一定的注意。

1.主变故障概述

1.1 故障发生前的情况

某变电站在故障发生的前三天进行了1号主变的更换工作，在顺利安装之后核相正确，并且相关的测试也够显示正常。但是因为1023号开关被升到220kV线路的主变套管上，所以不能进行耐压的测试，必需空负荷的运行两天。在故障发生的前一天中午之后，1号主变才开始带负荷的正常运行。在1号主变空载运行的两天中，1023号开关在2202kV线路的副母线范围内运行，线路开关323、323都处于热备用的情况下。

1.2 故障发生过程

某电站调度员在1号主变空负荷运行两天后，没有发现异常情况，于是按照拟定的计划开始了以下操作：首先在13：30打开1号主变1032开关，对于某站的35kV线路许可进入。在紧接着一分钟之后，调度员开始进行110kV线路母线的合并连入，并关闭1号主变的1042开关，促使110kV线路可以正常的运行;第二步，在16：30时进行某站和相邻各站之间的电力配送工作，促使1号主变上的负荷清除;第三步，在17：00之后，使某站的1号主变增加负荷，调节110KV线路母线的运行。

通过以上调度员的操作，在17：50，某站1号主变高压在偏中性点经过电流的部位开始保护动作，并且造成1032、1042等开关也由于保护装置的启动而跳闸，最后某站的110kV线路开始断电。经过一定紧急处理之后，在19：15某站的1号主变被设定为冷备用，现场电力工作人员开始检修工作。22：00的时候，经现场的检修情况来看，1号主变跳闸就由于保护公共绕组内部三相套管的CT极性发生错误，这种不一致的极性进而造成保护中性点以及零序电流保护装置在负荷增大中发生保护动作，并按照固定的树脂跳开1号主变的三侧开关。在22：30时，该站1号主变恢复正常运行。

2.分析该起220kV主变故障原因

2.1 故障时相关保护动作与现场CT接线方式

在电力检修人员现场调查中，调取了该站的保护信息，根据相关保护信息显示，在故障发生火车中1号主变B套管没有发生保护动作，而1号主变的A套管由于保护中心点有电流经过所以发生了保护动作。

正如图1表示的情况，该站1号主变的A套保护中点经过电流时，保护公共绕组流经1S2与1S1绕组。在1号主变B套则是2S2与2S1绕组。

图1 该站1号主变A套保护CT套管CT接线情况

2.2 分析保护动作

正如图2所表示的情况，根据1号主变A套保护动作检测报告所显示：该站1号主变A套保护中性点经过电流保护是以5498ms的动作出去。经过录波图像I0’的时候有明显的正弦波波形变化，而且第二次的电流大概只有2.5A 左右，但是相对于后备保护动作的1.5A/5.5s的数值来说，二次电流仍然相对较高。因此可以分析出中心点经过电流保护动作进入出口后，相应的保护动作时正常合理的。

图2 该站1号主变A套保护动作相关录波图

2.3 现场检查的初步分析

该站电力工作人员现场检测了A套保护接线盒到保护屏之间的连接情况，发现接线方式正确合理。并且I0’和公共绕组流A、B、C相都进行了回路的连接，按照正常的情况不应当出现电流。但是另一方面，根据故障的录波图表示的I0’数值却远远高于正常的数值。同时故障录波图还体现了B相电流和I0’相位电流大小相等，因此现场检查人员怀疑是B相公共绕组中流变2S1与1S1绕组故障，并且导致了在流变端子接线装置到流变线圈的极性和A，C相的极性不同。根据现场套管流变无法做极性检测的情况，检查人员商讨后把公共绕组流变B相反接在主体本体的接线箱上。并且要求调度员把该站1号主变由冷备用状态改为运行状态，在现场检查人员对带负荷向量测试后，A套保护性中点零序经过电流为0。因此B相反向连接之后的A套保护与B套保护三相的CT方向是反向180度。

2.4 故障原因深入分析

根据现场的检查情况，这次故障的原因可以分为以下几个方面：首先是1号主变制造厂家的问题，由于制造厂家把公共绕组CT用在A套保护上的A，C相C方向装反了，所以导致3只CT的极性出现不一致的情况;第二点，根据电力校验标准规定，如果主保护CT极性没有错误，那么后备保护CT在极性也不会出现问题。并且施工单位打套管中心在点测流变极性测验中，依据报告显示的是碱极性结果，因此上端的P1，P2和2S1，1S1是同一极性的;第三点，该站1号主变开始启动带负荷测向量保护的时候，由于上面的负荷相对较小，而且I0’值也相对较低，导致了实验人员将该情况误判为“零飘”电流现象，没有给予重视并采取保护措施，最后造成了1号主变中性点零序保护动作进而引起跳闸故障。

3.对故障的思考与建议

3.1 该故障引发的思考

根据电力章程规定，如果保护CT极性是正确无误的话，就会默认后备CT极性也是正确的。造成了电力工作人员不会将后备保护CT极性再次验证的情况，也就无法对“零飘”现象进行正确有效的试验和判断。“零飘”就是零点漂移的意思，具体是指在耦合电路中，一旦输入端没有信号的话，就会使输出端的电压变得起伏不定的现象。“零飘”现象发生的根源就是电压和温度的不稳定引起的。在电力现场中，由于环境的复杂性进而使精密测量仪器失去了准确性，在对带负荷进行实验时很可能发生“零飘”现象的出现。并且由于实验时的带负荷相对不大，导致相关人员不能准确区分“零飘”值和故障电流，不能及时有效的找出错误来。

3.2 应对方法及建议

首先就是验收交接人员要对“零飘”问题给予充分的重视，在验收设备时利用精密设备对“零飘”值进行相关计算以及分析。根据以往的经验以及检测的数据对比，通过对“零飘”电流的仔细甄别，及时划分故障电流值，避免相关事故的发生。同时在带负荷测向量作业中，认真核对三侧负荷的对接情况，在实践中按照高压侧-中压侧、中压侧-低压侧、高压侧-低压侧的标准进行核对。在核对正确后还要对负荷大小进行测验，保证二次电流不会超过0.5A。

另一方面验收检验人员不能过于相信制造厂的产品信息，在交接设备的时候，仍然要对重要数据进行测试。尤其是要重视对非正常数据的试验分析，一旦在带负荷测向量中遇到“零飘”现象，务必给予充分的重视，减少后续主变故障发生的可能性。

4.结束语

通过对该起220kV主变故障案例分析，我们了解到的根源是由于1号主变制造方把公共绕组CT用在A套保护的A，C相的CT极性装反所致，由于3个CT极性的不一致，A套保护着的公共绕组三相套管CT极性也不同。导致采取恢复正常运行措施时，负荷的增大引起零序电流超过整定值进而使A套保护性过流发生保护动作跳闸。虽然相关工作人员已经在验收时开展带负荷试验，但是对于“零飘”现象与所带负荷量的未作仔细却别，而没有发现故障的隐患。这提醒电力交接验收人员在要对设备的“零飘”现象给予充分的重视，利用统计学方法分析“零飘”值，在带负荷测向量工作中两两核对三侧负荷，对于设备制造厂提供的数据不能过于相信，在验收时一定要做好分析非正常数据的工作。最后就是在220kV主变故障中，无论是调度员还是检修人员必须严格遵守操作规范，根据实际情况做出及时的应变处理，争取将220KV主变故障造成的损失降到最低程度，减轻主变故障带来的不利影响。

参考文献

[1]李明.变压器内部潜伏性故障的分析和判断实例[J].变压器，2011（2）.

[2]吕湛.一起220kV变电站主变跳闸故障分析[J].江苏电机工程，2012（9）.