一起由于雷电过电压引起的主变间隙保护跳闸事故分析

一起由于雷电过电压引起的主变间隙保护跳闸事故分析

马晓光

（云南电网有限责任公司红河供电局云南蒙自661199）

摘要：主变间隙保护是主变在中性点不接地时发生接地故障时的后备保护，主要用于防止接地故障产生的过电压或过电流对主变压器的破坏。间隙过流零序过压保护可独立投退。本文主要分析了由于线路雷击引起主变间隙保护动作的原因。

关键词:雷电过电压、间隙过流、变压器

一、引言

对于中性点装设接地刀闸和放电间隙的变压器，根据电网运行方式，变压器中性点可直接通过接地刀闸接地运行，也可经间隙接地运行，即通常所说的不接地运行。在中性点不接地运行时，配置间隙零序过流零序过压保护作为接地故障的后备保护。近年来电力系统发生了多起主变中性点放电间隙保护误动事件，不仅造成了主变停运，也给电网安全稳定运行和可靠供电造成了严重影响。

本文主要分析XX供电局110kVXX变电站发生的由于雷电过电压引起主变间隙保护动作导致小水电跳闸原因。

二、事故经过

XX供电局110kVXX变电站110kV系统主接线如下图1：主变保护是长园深瑞生产的分体式保护。差动保护为ISA-387G后备保护为ISA-388G，2015年08月09日20:37:32:10499当时天气状况为雷雨天气，受雷击影响该变电站220kV线路杞坡I、II回T线路断路器171、172同时发生对地短路故障，两回线路均为单相跳闸而后重合闸动作成功。在短路故障发生的同时变压器110kV侧中性点放电间隙由于地网电压升高被击穿大约0.3s左右主变高压侧零序I段间隙保护动作切除35kV佳红线和红曲线（小水电）。

事故发生后运维人员立即对设备进行检查110kV线路断路器171、172B相，#1主变110kV侧B相，#2主变110kV侧B相，110kVI段母线B相，110kVII段母线B相避雷器计数器均显示动作一次。

三、事故前运行方式

#1、#2主变运行，杞坡I回T线供110kVI段母线，杞坡II回T线供110kVII段母线。母联断路器112在合位，两台变压器并列运行。

事故后检查分析情况

（1）后台报文检查情况

间隔名称发生时间信息内容

35kV红曲线2015年08月09日22时23分30秒381377断路器弹簧已储能

35kV红曲线2015年08月09日22时23分21秒070377断路器远控切换开关远控位置

（2）保护动作检查情况

间隔名称发生时间保护装置保护信息

#1主变2015年08月09日20时37分37秒688#1主变高后备保护风扇起动返回

#1主变2015年08月09日20时37分33秒676#1主变高后备保护风扇起动[故障类型:ABC][Ic:3.21:A][出口时间:4002毫秒]

主变间隙整定情况及逻辑

主变容量为SFSZ10-50000/11050,000.000kV•A，间隙零序电流互感器100/5高压侧电压互感器变比为110/√3主变间隙零序保护整定值见表1

主变间隙保护逻辑原理图：见图1

二段间隙过流零序过压保护可独立投退，原理相同，见图2。零序过压（3Uo）取自变压器中性点零序PT。

图1Ⅰ段间隙过流零序过压保护逻辑

图2为ISA-388G主变保护装置的间隙保护逻辑框图。从图中可以看出，ISA-388G主变保护间隙零序过流保护与零序过压保护合用一个时间元件，经过同一时间元件跳闸动作。

避雷器动作检查情况

现场检查110kV杞坡I、II回T线线路避雷器，避雷器均动作一次，2台主变高压侧避雷器、主变中性点避雷器计数器均动作一次。

（5）保护动作过程分析:变压器中性点放电间隙作为一种比较粗糙的设备，其击穿特性受气象条件、间隙距离的调整精度等影响很大。在雷击等特殊过程中，雷击电压的大小和波形具有很大的不确定性。因此即使在大电流接地系统中，也不能保证变压器中性点不被击穿，间隙零序过流保护可能误动。下面通过录波数据分析本次事故的动作过程。

图3为现场取回的主变保护故障录波图，可以看出线路遭受雷击的瞬间，雷电波侵入，造成中性点零序电压u0二次电压最大为15.437V，因零序过压保护动作电压整定为150V，因此零序过压保护未动作。但线路故障引发的零序电压作用使中性点电弧电流持续存在。当故障切除后，处于两相110kV供电状态的主变一直存在一定幅值的零序电压u0，并维持较低幅值的间隙零序电流，从图3可见，故障后421ms仍保持有13.289A（二次值）的间隙零序电流，大于间隙零序电流保护定值5A，由于间隙零序电流保护整定时限为0.3s，导致线路保护重合闸尚未动作就先行（0.5s）跳开35kV的两条小水电。通过定值整定情况及保护逻辑说明保护正确动作。

结语

本篇文章主要分析了一起由于线路遭雷击引起地网电压升高，造成变压器间隙击穿导致主变间隙保护动作切除35kV小水电的动作原因。为今后的故障分析遇见类似的情况具有极重要的参考意义。

参考文献：

【1】江苏省电力公司.电力系统继电保护原理与实用技术北京：中国电力出版社。2006

【2】李冒国.变压器中性点零序保护的选择性问题【J】.四川电力技术，1997（2）：34-37

【3】王春杰，祝令瑜，汲胜昌，等.高压输电线路和变电站雷电防护的现状与发展［J］.电瓷避雷器，2010，35（3）：35-46.