案例浅析变压器保护动作情况及故障位置判断研究

案例浅析变压器保护动作情况及故障位置判断研究

郑慧聪

广东大唐国际潮州发电有限公司  广东 潮州 515723

一、事件经过

异常经过及检查处理情况：

1.某年3月6日22时49分，光字报警“快切装置故障”，过程报警“2号备用变主保护动作”、“备用变220kV分闸位置”，检查NCS画面2208开关分闸，就地检查2208开关分闸，2号备用变保护一、二装置报“差动保护动作”。

二、原因分析及故障定位

1.保护配置情况

电厂升压站为双母接线，备用变压器高压侧为220kV系统，低压侧母线为6kV厂用电母线段。

备用变接入故障录波器电流取自2208断路器电流互感器，变比为1500/1；2号备用变差动保护电流取自高、低压两侧电流互感器，变比为750/1，详细见图1。

图1  备用变保护CT配置

2.保护动作情况

保护动作行为：2号备用变两套电气量保护装置差动保护动作。保护动作值及整定值见下表1、表2：

表1：2号备用变差动保护动作值

故障时刻差动电流一次值=750×0.78=585A

表2：2号备用变差动保护定值

根据厂家说明书，计算差动电流值(以A相为例)

实际差动电流远大于故障时刻制动电流对应差动电流动作值，因此差动保护动作正确。

3.故障录波情况

从故障录波图（见图2）可知，2号备用变初始时刻发生A、B相相间短路，随后故障发展至三相短路，备用变差动保护启动，跳闸备用变高压侧2208断路器。故障一次电流值约600A，与2号备用变保护装置动作值一致；220kV系统母线电压从135kV下降至132kV(下降3kV)。

图2  保护动作时刻（T1）电流值

4.分析判断及故障分析

2号备用变高压侧电流起初仅A、B两相有电流，随后C相出现电流，且三相故障电流呈正弦波同时增大，故障由两相短路故障逐步发展为三相短路故障，故障录波与变压器保护装置录波情况一致，SIS、电量采集系统查看2号备用变各分支无电流，因此2号备用变差动保护动作正确，判断故障点在2号备用变高、低压电流互感器之间的一次设备。

根据厂内年度短路电流计算，在系统最小运行方式下备用变高压侧两相短路，短路点电流为6370A，故障电流远大于600A，因此故障点不在备用变压器高压侧；在系统最小运行方式下备用变低压侧两相短路短路点电流为21030A，与故障电流折算到低压侧电流值（600×230÷6.3=21904A）相符合，因此故障点在2号备用低压侧；非电气量保护未动作且现场变压器无明显异常，判断故障点不在变压器内部，在低压侧封闭母线。

三、现场检查及处理

1.现场检查1、2号备用变开关、变压器本体绕组、油面温度正常，1、2号备用变本体无异常。拉开2号备用变侧22088刀闸。退出2号备用变保护屏出口压板，合入2208开关，1号备用变恢复运行。

2.拆除2号备用变低压侧1分支、2分支软连接，摇低压侧母线绝缘，1分支三相对地绝缘、相间绝缘均为0,2分支三相对地绝缘、相间绝缘均为0，确认低压侧共箱封母有接地。

3.相继打开各分支封闭母线盖板，检查发现母线支撑绝缘子均有不同程度受潮、爬电现象，其中2分支母线至1号机6kV 10BBC06间隔（1号汽机房A列墙外侧下层）一母线支撑绝缘子短路放电较为严重，管型母线绝缘套破损（如图3所示）。

图3母线绝缘套破损及支撑绝缘子相间短路部位

四.结论

2号备用变低压侧共箱封闭母线由于长时间空载备用，母线电流很小，运行中不能产生热量，封母内部空间较为容易受潮，加之共箱封闭母线绝缘子已使用十余年，其绝缘性能下降明显，导致阴雨天气潮气进入封闭母线内部时，绝缘子出现不同程度闪络放电。2分支至1号机6kV 10BBC06间隔母线支撑绝缘子表面因脏污潮湿发生表面爬电，不断发展后形成沿面放电通道，造成A、B、C相相间短路，2号备用变差动保护动作跳闸。

五、处理方案

1.彻底检查处理2号备用变低压侧共箱封闭母线绝缘子，对出现爬电的绝缘子表面进行打磨清理，刷涂PRTV防污闪涂料，对母线绝缘破损处包扎硅橡胶带加强绝缘；对变压器本体开展故障跳闸后预防性试验，变压器油色谱分析，绝缘电阻、直流电阻测试，绕组变形试验，局部放电试验，低压侧母线修后耐压试验，尽快恢复机组厂用电备用电源；

2.制定检修计划开展变低压侧共箱封闭母线和交、直流励磁母线的清扫、检查工作，备用变低压侧共箱封闭母线在每年雨季前进行一次清扫、检查。及时更换失效的盖板密封条，检查封闭母线盖板固定螺丝及压板完好无缺、紧固良好。按照电气预防性试验规程要求定期开展绝缘测试、交流耐压试验。根据天气及时开启封闭母线加热器，防止潮湿短路。

3.制定备用变低压侧共箱封闭母线绝缘子改造方案，对全部绝缘子换型改造，更换为DMC材质单相独立支撑绝缘子，提高绝缘性能的同时，增大母线相间绝缘距离，彻底消除母线短路隐患。

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