任永明

摘要：2017年6月17日20時29分46秒，XX變電站2#主變雙套差動保護（PST1200，WBZ500H）動作掉三側(cè)開關(guān)，35kV338梅山線限時速斷保護動作掉338開關(guān)， 20分29分55秒主變輕瓦斯動作。

關(guān)鍵詞：220kV 變電站;主變故障分析;

一、故障設(shè)備參數(shù)

1、#2主變設(shè)備參數(shù)

型號： SFPSZ8-150000/220

電壓比：220±8*1.5%/115.5/36.75KV

額定容量：150/150/75MVA

阻抗電壓：高-中 13.2%? ?高-低 22.55%? ?中-低 7.6%

額定電流：393.6/749.8/1178.3A

出廠編號：95-183—1

出廠日期：1995年11月

生產(chǎn)廠家：沈陽變壓器廠

二、故障前運行情況

故障前運行方式為：1#、2#主變高中壓側(cè)并列運行，1#主變中性點接地運行，220kV、110kV雙母運行，35kVI、II段母線分列運行。

1#主變負(fù)荷50.6MW，2#主變負(fù)荷50.1MW，梅山線338負(fù)荷13MW。天氣情況：白天為陰，有零星小雨，夜間為陰天。

三、保護動作情況

2017年6月17日20時09分，35KVII段母線系統(tǒng)單相接地，29分46秒，338梅山線保護啟動，579ms后338開關(guān)跳閘（338保護為限時速斷），2#主變35kV側(cè)短路電流A相672A，B相14160A，C相14172A;110kV側(cè)A相1770A，B相1446A，C相3162A;220kV側(cè)A相360A，B相638A，C相936A;608ms后差動保護有差流：611ms后，主變WBZ500H保護啟動，623ms后，主變PST1200保護啟動，678ms后動作跳閘：A相差流0.04A，B相差流1.72A，C相差流1.80A。

四、現(xiàn)場設(shè)備檢查情況

1、2號主變220kV套管處壓力釋放裝置輕微噴油

2、35kV梅山線338室外出線電纜頭從三叉口根部粉碎性爆裂。

五、2#主變歷年檢修及受沖擊情況

2#主變型號為SFPSZ8-150000/220，沈陽變壓器廠產(chǎn)品，出廠日期為1995年11月，投運日期為1996年5月。投運以來，變壓器每年進行一次春檢預(yù)試工作，設(shè)備歷年試驗數(shù)據(jù)正常，最后一次檢修時間為2016年7月，設(shè)備試驗正常，2016年變壓器繞組變形試驗正常。

歷年來變壓器受沖擊情況統(tǒng)計

六、2#主變故障后試驗情況

2#主變故障后，立即組織相關(guān)人員進行了分析判斷，并對2#主變作如下現(xiàn)場試驗：

1、油色譜試驗：對變壓器本體絕緣油進行了油色譜測試分析，測試結(jié)果如下表， 測試結(jié)果表明變壓器內(nèi)部存在高能電弧放電。

2、瓦斯氣體成分分析：

3、三側(cè)繞組變形測試：對主變?nèi)齻?cè)繞組進行了變形測試，并和2004年的測試圖譜進行比較，變形測試圖譜表明2#變壓器低壓側(cè)繞組存在輕微的變形。

4、直流電阻測試：直流電阻測試數(shù)據(jù)正常

5、變比測試：BC/bc ，AC/ac變比誤差為13.5%，判斷為C相線圈存在匝間短路。

七、2#主變解體檢查情況

1、器身外觀檢查，C相（柱）上部向低壓側(cè)有輕微傾斜。鐵心上鐵軛拆掉后，C相上壓板有可見明顯移位，去除壓板后，可見A、B、C三相低壓線圈上端部都有明顯機械力變形。

C相（柱）上部向外傾斜? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?C相低壓上部可見變形

B相低壓上部可見變形? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? A相低壓上部可見變形

2、C相低壓線圈下部換位處第136段至140段間短路，造成這5餅間全部嚴(yán)重扭曲變形，絕緣紙漲開，大面積露銅。面向低壓側(cè)19至22撐條范圍銅線熔斷，有銅鎦和炭黑現(xiàn)象，墊塊松散，多處移位。整個低壓繞組出現(xiàn)波浪狀變形，最大幅度30mm左右，低壓線圈嚴(yán)重變形緊緊抱在鐵心柱上，地屏受低壓線圈擠壓嚴(yán)重變形。

絕緣紙漲開，大面積露銅? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?C相低壓線圈故障點

餅間全部嚴(yán)重扭曲變形? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 銅線熔斷，有銅鎦和炭黑現(xiàn)象

3、C相低壓繞組放電點的膨脹造成C相中壓和低壓間紙板擊穿破損，并出現(xiàn)燒傷性的炭黑，C相中壓繞組內(nèi)紙板筒受損并可見明顯炭黑，中壓外部線圈有輕微變形。

低壓外圍屏已經(jīng)擊穿破損? ? ? ? ? ? ? ? C相中壓外部線圈有輕微變形

4、B和A相整個低壓繞組可見由于短路力造成的波浪狀變形，最大幅度超過40mm，低壓線圈抱緊鐵心，地屏受低壓線圈擠壓變形。

B相低壓線圈嚴(yán)重變形? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? A相低壓線圈嚴(yán)重變形

八、故障原因分析

1、由于35千伏II段母線系統(tǒng)發(fā)生單項接地，20分鐘后造成梅山線338出線室外電纜頭絕緣損傷，造成電纜頭三相故障，2號主變承受579ms 13260A的故障電流，造成變壓器低壓繞組損傷變形。

2、從對產(chǎn)品的解體情況看，結(jié)合變壓器運行期間的數(shù)據(jù)，變壓器低壓線圈和中壓線圈遭受過多次短路，多次短路造成變壓器低壓線圈累積性嚴(yán)重變形，導(dǎo)線的強度變?nèi)酰瑢?dǎo)線的局部絕緣受到損傷，絕緣性能下降，這次低壓短路的大電流造成C相低壓線圈股間絕緣破損，在電動力作用下產(chǎn)生導(dǎo)線被扯斷和低壓線圈股間、層間、餅間導(dǎo)線熔斷等現(xiàn)象。由于該臺變壓器為95年產(chǎn)品，低壓和中壓線圈為普通扁銅線，導(dǎo)線的機械強度較差，低壓線圈的單螺旋結(jié)構(gòu)、導(dǎo)線電密大和繞組間撐條間距大等結(jié)構(gòu)因素，致使這類變壓器抗短路能力非常弱。在發(fā)生變壓器遭受多次短路或大電流短路的情況下，極易造成線圈受損。

九、暴露出的問題

1、設(shè)備維護不到位。未根據(jù)今年雨雪量較大，設(shè)備絕緣容易受潮的問題，及時進行調(diào)整檢修策略。

2、對變壓器抗短路能力認(rèn)知不足。隨著地區(qū)電網(wǎng)系統(tǒng)容量的增長，短路電流越來越大，但為保證高危用戶的可靠供電，按照逐級配合的保護整定原則，部分低壓側(cè)出線保護定值整定仍按照帶0.3-0.5s的動作延時整定，當(dāng)近區(qū)短路時不能0秒切除故障點，造成變壓器穿越故障電流時間較長。

3、現(xiàn)場處置時間較長。由于地區(qū)所帶煤礦等高危用戶較多，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生接地異常時，當(dāng)值人員一般按照常規(guī)處理接地異常程序（先通知用戶，相關(guān)維護單位查找接地）進行，對線路接地后易造成電纜頭絕緣損傷認(rèn)識不足，未及時進行拉路查找接地。

十、采取的措施

1、向政府有關(guān)部門專題匯報了本次主變更換工作情況，對地區(qū)鋁廠、聚氯乙烯廠等重要用戶進行了訪談，對更換期間可能造成停電的用戶下達(dá)了書面通知，并取得書面回執(zhí)。

2、調(diào)度所制定XX站單變運行期間的事故預(yù)案和負(fù)荷倒接方案，變電站制定可靠的現(xiàn)場事故處置方案。

3、在2#主變更換期間，嚴(yán)格監(jiān)視1#主變負(fù)荷及溫度情況，當(dāng)溫度上升70℃時，采取水沖洗降溫措施。

4、敷設(shè)1#主變臨時冷卻器電纜，確保冷卻器電源可靠。

5、對所屬變電站保護動作時間進行排查，將出線速斷保護帶有延時進行研究，提出解決辦法。

6、將所屬220kV變電站35千伏出線的三芯電纜盡快更換為單芯電纜。

7、加強設(shè)備紅外線的精確測溫。