一起110千伏变压器跳闸故障分析

一起110千伏变压器跳闸故障分析

邹明翰

南京供电公司

2020年11月，某变电站2号变压器差动保护、本体重瓦斯保护动作，跳开变压器三侧开关，同时本体压力释放动作。该变电站10千伏备自投动作成功，35千伏备自投未动作，35千伏Ⅱ段母线失电。

关键词：变压器、压力释放、高能放电

一、故障前运行方式

该变电站110千伏、35千伏、10千伏均为单母线分段接线。故障前110千伏1、2号变压器分列运行。1号变压器带35千伏Ⅰ段母线及10千伏Ⅰ段母线，2号变压器带35千伏Ⅱ段母线及10千伏Ⅱ段母线。母联710、310、110均处于分位。

该变电站2号变压器型号SFSZ8-31500/110，接线组别YN，yn0,d11,南京电力变压器厂产品，1997年出厂，2005年投运（某变电站2005年投运时利旧北门变退役变压器）。上次检修日期为2019年6月16日，各例行试验数据正常。最近一次油色谱试验日期为2020年8月20日，各项数据正常。

该变电站2号变压器非电量保护为北京四方生产的CSC-336C型保护，2019年6月投运，2号变压器AB套保护均为北京四方生产的CSC-326T1-G型保护，2019年6月投运，10千伏备自投为北京四方生产的CSD-246A-G型保护，2019年6月投运。

二、现场检查结果

1、SOE信息

2020-11-01 11:09:52.299 2号变压器保护B保护启动

2020-11-01 11:09:52.303 2号变压器保护A保护启动

2020-11-01 11:09:52.312 2号变压器保护A保护动作

2020-11-01 11:09:52.312 2号变压器保护A纵差差动速断

2020-11-01 11:09:52.325 2号变压器保护A保护跳闸

2020-11-01 11:09:52.337 2号变压器保护B保护动作

2020-11-01 11:09:52.337 2号变压器保护B纵差差动速断

2020-11-01 11:09:52.346 2号变压器本体压力释放

2020-11-01 11:09:52.352 2号变压器保护B保护跳闸

2020-11-01 11:09:52.382 2号变压器本体重瓦斯

2、保护动作报文

2号变压器差动保护定值如下：

从保护动作报文信息可知，A、B套保护均达到差动速断定值8.3A后动作，保护动作正确。

3、保护录波分析

随后检修人员调取后台2号变压器差动保护录波信息，A、B套保护录波数据一致，同时发现故障开始时高压侧A、B相电流存在较大反相的故障电流，且高压侧A、B相电压波形发生较大畸变，同时由于35千伏侧存在发电厂电源，中压侧A、B相也反映了相类似的故障波形，低压侧则没有故障电流。

高、中压侧A、B相的故障电流经过转换后，使得差流出现在A、B、C三相，且在A、B相电流反相时存在的关系，与录波图形所示大致一致。

因此通过录波波形及保护动作情况初步判断，故障发生在变压器内部A、B相间。

4、变压器本体检查情况

安措布置完毕后，检修人员对2号变压器及三侧设备进行检查及试验。2号变压器三侧设备检查及试验正常；2号变压器高压侧A、B相套管、中压侧A、B、C三相套管本体瓷件与底座法兰之间可见明显位移，发生位移的套管油已漏光或正在滴油。检修人员随后对2号变压器高、中、低压侧套管及引线进行了检查，未见外部放电痕迹，因此初步排除了近区短路的可能。

随后对2号变压器开展诊断性试验检查，包括绝缘电阻、直流电阻、介损及电容量、低电压短路阻抗、空载试验正常。2号变压器油色谱数据严重超标，乙炔达786µL/L（标准5），氢气达2248µL/L（标准150），总烃达1797µL/L（标准150）。由于乙炔数据出现方头峰，判断实际含量超出了仪器量程，不止786。最近两次及本次油色谱试验数据如下：

2号变压器油色谱本次及历史试验数据

另外，该变电站2号变压器2020年共发生过两起出口短路故障，分别为2月15日35千伏某线路过流Ⅰ段保护动作，重合成功，以及6月15日35千伏某线路跳闸（用户内部原因）。两次出口短路故障后，检修人员均按照十八项反措要求对变压器本体进行了油色谱分析，均未见异常。

三、故障原因分析

初步判断变压器本体内部发生了瞬间的高能电弧放电，引发相间短路故障，导致差动保护动作。因短时间内产生了大量的气体，重瓦斯保护动作，且压力释放阀无法及时泄压，进一步导致

变压器高压侧A、B相套管、中压侧A、B、C三相套管在压力的冲击下脱离底座法兰。另外，由于此次高能电弧放电时间极短，且电弧的路径不固定，诊断性电气试验结果又无明显异常，因此初步判断变压器内部绕组本体损伤不严重，需进一步通过吊罩，解体查找内部电弧放电点。

四、故障处理情况

通过查找公司范围内退役及备品情况，查到两座变电站内各有1台110千伏三圈退役变压器，接线组别与容量均与该变电站2号变压器相同。由于上述变压器均已退役半年以上，检修人员上述退役变压器开展外观检查及试验工作。存放于某变电站的变压器由于高压套管未恢复，需待11月2日对高压套管重新复装后，再进行检查及试验工作。两台变压器检查结束后，将综合考虑性能及安装尺寸因素，选用其中一台调拨至某变电站进行安装，以尽快恢复该变电站的正常运行方式。

该变电站2号变压器故障跳闸后，由于差动保护和非电量保护仅切除702、302、102开关，在35千伏母线上的发电厂线路依旧对某变电站35千伏系统供电，在发电容量不能满足35千伏负荷用电需求后发生频率下降，直至发电机低频切除。因此影响到了电源接于该变电站的两座35千伏变电站。

参考文献：

1、何文林、李宏雯。500kV变压器重瓦斯动作的原因分析。华东电力，2014【12】。