王永慶

[摘 要]針對(duì)京包線牽引變電所因一起設(shè)備缺陷導(dǎo)致的主變壓器備自投失敗故障，從理論分析和實(shí)際接線兩方面對(duì)微機(jī)保護(hù)裝置進(jìn)行了較詳細(xì)的分析，最終找出原因所在，并解決了主變壓器備自投失敗故障，提高了京包線供電可靠性。

[關(guān)鍵詞]主變壓器 備自投失敗 微機(jī)保護(hù) 供電可靠

中圖分類號(hào)：TM922 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2016）02-0109-02

引言

京包線是我國(guó)蒙煤外運(yùn)的主通道，自2009年5月電氣化開通以來(lái)，呼和浩特鐵路局管內(nèi)的牽引變電設(shè)備一直運(yùn)行穩(wěn)定，為鐵路運(yùn)輸暢通提供了有力保障。但2014年7月發(fā)生在京包線美岱召牽引變電所的主變壓器備自投故障，影響了供電的可靠性，下面就此故障作專門介紹和分析。

1 故障現(xiàn)象及危害

京包線美岱召牽引變電所是三相v/v接線的牽引變電所，所內(nèi)兩路220KV進(jìn)線、兩臺(tái)主變壓器互為備用，采用雙T型主接線，如圖1所示。故障發(fā)生前所內(nèi)運(yùn)行方式為雙進(jìn)線+1#主變壓器運(yùn)行，主變壓器備自投處于投入狀態(tài)。主變壓器備自投裝置采用的是國(guó)產(chǎn)DK3582A型微機(jī)保護(hù)裝置，主變壓器本體保護(hù)裝置采用的是國(guó)產(chǎn)DK3532A型微機(jī)保護(hù)裝置。

2014年7月7日06時(shí)31分，內(nèi)蒙古美岱召地區(qū)雷雨交加，美岱召牽引變電所1#主變壓器壓力釋放保護(hù)跳閘，跳閘后主變壓器備自投裝置未啟動(dòng)；6時(shí)35分，電調(diào)遠(yuǎn)動(dòng)操作閉合102斷路器、202A斷路器、202B斷路器， 2#主變壓器投入運(yùn)行，所內(nèi)送電成功。

事后段變電檢修車間要令對(duì)故障現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行了檢查，發(fā)現(xiàn)1#主變壓器壓力釋放閥的指示桿缺少防雨帽，且壓力釋放保護(hù)指示桿與周圍閥體留有細(xì)小間隙，具有一定的活動(dòng)行程。在雷雨天氣時(shí)，雨水沿壓力釋放閥指示桿間隙滲入到其內(nèi)部，造成閥內(nèi)動(dòng)作繼電器的接點(diǎn)X1-11與X1-13導(dǎo)通，引起了主變壓

器的壓力釋放保護(hù)誤動(dòng)作。

這起故障中，1#主變壓器壓力釋放保護(hù)動(dòng)作后，根據(jù)備自投動(dòng)作邏輯，本應(yīng)由2#主變壓器自動(dòng)投入運(yùn)行，但卻備自投失敗，造成了中斷全所供電的故障，給鐵路運(yùn)輸帶來(lái)較大干擾。

2 主變壓器備自投故障原因分析

2.1 主變壓器備自投動(dòng)作邏輯

當(dāng)運(yùn)行方式為：雙進(jìn)線+1#主變壓器時(shí)

（1）若主變壓器備自投成功，首先要達(dá)到初始條件。備自投充電完畢且滿足：斷路器101、102進(jìn)線均有壓， 斷路器101、104、103、201A、201B 、隔離開關(guān)1011、1021均在合位，斷路器102、202A、202B均在分位，備自投投入開關(guān)處于投入位置。

（2）備自投動(dòng)作過(guò)程。當(dāng)1#主變壓器故障時(shí)，主變壓器本體保護(hù)裝置跳斷路器101、201A、201B，并提供給備自投裝置啟動(dòng)信號(hào)，備自投裝置確認(rèn)分開后等待延時(shí)，然后依次合斷路器102、202A、202B，確認(rèn)合閘完成后發(fā)“1#主變壓器故障啟動(dòng)自投”、“備自投成功”，運(yùn)行方式轉(zhuǎn)換為：雙進(jìn)線+1#主變壓器-->雙進(jìn)線+2#主變壓器。

（3）若備自投裝置檢測(cè)到開關(guān)的位置信號(hào)不對(duì)應(yīng)，則6秒后會(huì)使備自投裝置自動(dòng)放電，從而造成“備自投未啟動(dòng)”。若某一開關(guān)在備自投動(dòng)作過(guò)程中按設(shè)定時(shí)間未達(dá)預(yù)定位置，則發(fā)備自投失敗信號(hào)。

2.2 主變壓器備自投未啟動(dòng)原因

（1）美岱召牽引變電所1#主變壓器故障時(shí)，對(duì)保護(hù)裝置記錄的跳閘報(bào)文列表，如表1所示：

表1 1#主變壓器故障時(shí)的跳閘報(bào)文

跳閘時(shí)刻 報(bào)文內(nèi)容

06時(shí)31分39秒798毫秒 201A斷路器分閘

06時(shí)31分39秒826毫秒 101斷路器分閘

06時(shí)31分53秒951毫秒 1#主變壓器故障信號(hào)發(fā)出

06時(shí)31分53秒995毫秒 201B斷路器分閘

（2）通過(guò)查看報(bào)文，可見：

06時(shí)31分39秒798毫秒、826毫秒，備自投裝置分別檢測(cè)到201A和101斷路器位置狀態(tài)由合到分，表明這兩個(gè)斷路器已經(jīng)跳開；此時(shí)低壓側(cè)另一相斷路器201B還未跳閘，備自投裝置也未檢測(cè)到‘1#牽引變故障的啟動(dòng)信號(hào)（由主變壓器本體保護(hù)裝置動(dòng)作之后，通過(guò)硬接點(diǎn)方式傳給備自投裝置）。

在31分45秒966毫秒（根據(jù)備自投動(dòng)作邏輯、備自投開關(guān)不對(duì)應(yīng)放電時(shí)間定值為6秒），備自投裝置因?yàn)闄z測(cè)到斷路器101、201A的位置狀態(tài)為分位、與‘雙進(jìn)線+1號(hào)主變壓器運(yùn)行方式下的開關(guān)位置狀態(tài)不對(duì)應(yīng)而延時(shí)放電。

31分53秒951毫秒，備自投裝置才檢測(cè)到‘1#主變壓器故障信號(hào)，但此時(shí)備自投裝置因已放電無(wú)法啟動(dòng)。

綜上分析，主變壓器備自投未啟動(dòng)的原因?yàn)橹髯儔浩鲏毫︶尫艅?dòng)作時(shí)，主變壓器本體保護(hù)裝置最初只跳開201A和101斷路器，并未提供給備自投裝置啟動(dòng)信號(hào)（此信號(hào)為滯后發(fā)出），經(jīng)過(guò)放電延時(shí)之后，備自投放電退出。

2.3 主變壓器備自投啟動(dòng)信號(hào)滯后發(fā)出原因

主變壓器本體保護(hù)裝置最初為何只跳開斷路器101、201A，而斷路器201B跳閘和備自投啟動(dòng)信號(hào)卻滯后發(fā)出呢？

首先，看主變壓器本體保護(hù)原理圖（如圖2所示），在圖2中1#主變壓器壓力釋放動(dòng)作之后，正電導(dǎo)通進(jìn)入主變壓器本體保護(hù)裝置，出口繼電器1CKJ、2CKJ和信號(hào)繼電器31XJ、32XJ受電動(dòng)作。

這幾個(gè)繼電器的接點(diǎn)示意圖及作用如圖3所示，

1CKJ的接點(diǎn)1和接點(diǎn)2分別用于跳101和201A斷路器；2CKJ1用于跳201B斷路器，2CKJ2用于給備自投啟動(dòng)信號(hào)，后臺(tái)的‘1#主變壓器故障報(bào)文即為此接點(diǎn)發(fā)出；31XJ1用于點(diǎn)亮面板指示燈；32XJ1用于給測(cè)控裝置信號(hào)采集，后臺(tái)的‘1#主變壓器壓力釋放信號(hào)即為此接點(diǎn)發(fā)出。

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)201A和101斷路器先跳閘，備自投啟動(dòng)信號(hào)和測(cè)控裝置信號(hào)滯后發(fā)出的現(xiàn)象，分析原因?yàn)椋?#主變壓器壓力釋放動(dòng)作之后，最開始?jí)毫︶尫沤狱c(diǎn)不是一直處于閉合狀態(tài)，而是存在抖動(dòng)現(xiàn)象，且1CKJ、2CKJ、31XJ、32XJ的動(dòng)作時(shí)間有差異，并不是完全同步，從而形成1CKJ先動(dòng)作，2CKJ、31XJ、32XJ還未來(lái)得及動(dòng)作，壓力釋放接點(diǎn)就返回的情況。造成故障前期101、201A先跳閘，而201B跳閘、備自投啟動(dòng)信號(hào)、測(cè)控裝置信號(hào)滯后的情況。之后壓力釋放接點(diǎn)穩(wěn)定閉合，2CKJ、31XJ、32XJ動(dòng)作，繼而201B跳閘、備自投啟動(dòng)信號(hào)和測(cè)控裝置信號(hào)相繼發(fā)出。

綜上分析，可見在故障初期壓力釋放閥內(nèi)接點(diǎn)因雨水滲入存在抖動(dòng)現(xiàn)象，再加上主變壓器本體保護(hù)裝置各個(gè)繼電器的動(dòng)作時(shí)間存在差異，所以造成1CKJ先動(dòng)作，2CKJ、31XJ、32XJ后動(dòng)作的情況，最終導(dǎo)致了主變壓器本體保護(hù)跳閘而備自投未能啟動(dòng)。

3 解決措施

通過(guò)上述分析，建議保護(hù)裝置廠家對(duì)該型號(hào)的主變壓器本體保護(hù)板進(jìn)行了改進(jìn)，經(jīng)廠家改進(jìn)后的本體保護(hù)板如圖4所示。以壓力釋放為例說(shuō)明，主變壓器壓力釋放接點(diǎn)先啟動(dòng)2J繼電器，再由2J的接點(diǎn)去啟動(dòng)跳閘繼電器1CKJ、2CKJ和信號(hào)繼電器21XJ、22XJ；出口繼電器用于跳閘，信號(hào)繼電器用于啟動(dòng)備自投和測(cè)控裝置信號(hào)采集。按照新本體保護(hù)板的原理，只要2J動(dòng)作，就可以確保其他繼電器也能動(dòng)作，從而避免了因壓力釋放接點(diǎn)抖動(dòng)發(fā)生只跳閘但備自投不啟動(dòng)的情況。

2014年7月11日，段變電檢修車間將美岱召牽引變電所主變壓器壓力釋放閥的指示桿安裝了防雨帽。7月21日將美岱召牽引變電所主變壓器微機(jī)保護(hù)裝置的主變壓器本體保護(hù)板進(jìn)行了更換，并于8月1日進(jìn)行了主變壓器備自投試驗(yàn)，經(jīng)試驗(yàn)保護(hù)裝置動(dòng)作可靠、試驗(yàn)成功。

4 結(jié)束語(yǔ)

雖然此次主變壓器的備自投故障是由其壓力釋

放的誤動(dòng)作引起，但通過(guò)深入細(xì)致的分析，最終找到了微機(jī)保護(hù)裝置需要改進(jìn)的措施。可見，針對(duì)微機(jī)保護(hù)技術(shù)具有技術(shù)含量高、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的特點(diǎn)，運(yùn)營(yíng)維護(hù)的技術(shù)人員必須加強(qiáng)學(xué)習(xí)研究、充分掌握該領(lǐng)域的技術(shù)，為提高牽引供電可靠性而不懈努力。

參考文獻(xiàn)

[1] 喬衛(wèi)東.繼電保護(hù)（第六冊(cè)）.北京.中國(guó)電力出版社.2007：299-310.

[2] 陳英濤.繼電保護(hù)與綜合自動(dòng)化系統(tǒng).北京.化學(xué)工業(yè)出版社.2007：75-82.