220kV变电站主变跳闸事故

220kV变电站主变跳闸事故

贾烨、尹宏杰

包头供电公司   014030

摘要：变压器在电力系统电能的传输、变换过程中起着举足轻重的作用，其运行状况的好坏直接关系着整个电力系统的安全稳定。本文以生产实际过程中一起220kV变电站主变跳闸事故为例，通过现场检查，发现主变电抗器室间10kV封闭母线桥的顶部盖板崩落，支撑绝缘子顶部有放电痕迹，螺栓脱落和绑扎带老化是事故的主要原因。故障分析显示，闪络导致的三相短路使得差动保护动作跳闸。检查结果确认变压器无异常，可重新投入运行。本文详细分析了事故原因，并提出预防措施，建议更换老化的绑扎带和金属夹持件，改用绝缘夹持件，以减少类似事故的发生。

关键词：主变压器；定值整定；悬浮电位；预防措施

电力系统中，变压器作为核心设备，其稳定运行关系到整个电网的安全和可靠性。变压器跳闸事故不仅会影响电力供应，还可能引发严重的经济损失和安全隐患。本文通过对某220kV变电站#1主变跳闸事故的详细分析，揭示了事故的根本原因及其发生过程，并提出了相应的预防措施，以期为电力系统的安全运行提供参考。

一、主变跳闸事故概述

某月某日凌晨5时19分，某地区220kV某变电站#1主变差动保护动作跳开主变三侧断路器。现场检查发现：310断路器开关柜至#1主变电抗器室间的10kV封闭母线桥顶部盖板崩落一块，侧面盖板已变形；打开封闭母线桥顶部全部盖板检查发现10kV三相母排支撑绝缘子顶部下金属夹持件有明显相间放电痕迹，三相母排外包热缩套和母排本身均因相间放电出现破损；a、c相夹持件螺栓已脱落到封闭母线桥底部，c相绝缘盒的绑扎带崩脱到封闭母线桥底部，有烧黑痕迹；母线及绝缘子无明显积灰，未发现其他异物。事故发生时当地区域下小雨，无落雷。故障前，＃1主变、#2主变220kV侧、110kV侧并列运行，10kV侧分列运行，10kVA线302、B线304、C线306、D线312、E线314、F线316运行于10kVⅠ母，G线348运行与10kVⅡ母，H线308断路器处于热备用状态。

二、二次设备检查情况

某月某日5时20分左右，该地区调控中心收到#1主变保护装置A柜保护动作出口、B柜保护动作出口、610第一组跳闸、610第二组跳闸、510开关跳闸、310开关跳闸等信号，随即通知运行人员前往现场检查。早上6点左右运行人员、保护人员赶到现场，对现场二次设备进行检查，检查发现#1主变保护装置A柜保护动作、B柜保护动作、操作箱610第一组跳闸、610第二组跳闸、510开关跳闸、310开关跳闸信号灯亮，保护装置动作报文如表1所示。监控后台正确记录有保护装置动作及开关变位信息，故障录波装置正确录得故障前后相关电压、电流及开关量波形。

三、一次设备检查情况

1、变压器三侧设备检查情况。现场人员检查#1主变610间隔、510间隔未发现异常，检查310开关柜时发现310开关柜至#1主变限流电抗器母线桥有封闭挡板被冲开。10kV母线材质型号为TMY-125×10×2，生产厂家：湖南京电开关厂。10kV母线上一次检修时间约在3年前，检修内容为对10kVⅠ母进行清扫维护，并开展了耐压试验，试验合格。现场检查发现，310断路器开关柜至#1主变限流电抗器室间10kV封闭母线桥顶部盖板被崩落一块，侧面盖板已变形。打开顶部全部盖板，发现a、c相夹持件螺栓已脱落到封闭母线桥底部，c相绝缘盒的绑扎带崩脱到封闭母线桥底部，有烧黑痕迹。将母排拆下，发现三相母排支撑绝缘子顶部下金属夹持件有明显相间放电痕迹，其中放电痕迹最明显的为a相绝缘子顶部下金属夹持件。金属夹持件附近的母排本身及热缩套因电弧灼烧有破损痕迹。

2、变压器本体检查情况。该#1主变型号为SFSZ10-180000/220，额定容量180000/180000/90000kVA，生产厂家山东电力设备有限公司，出厂日期2009-07-01，投运日期2010-04-02。本次三相短路故障发生在限流电抗器之后，保护装置显示#1主变高压侧故障电流约为1080A，持续时间不大于104毫秒；故障后变压器进行了油色谱分析和绕组变形试验分析，均无异常；变压器可以投入运行。

四、定值整定正确性分析

根据国家电网公司220千伏三圈降压变压器整定计算原则要求，主变高压侧中性点零序过流保护按与变压器高压侧零序方向过流保护相同一次值取值，与高压侧母线所有出线接地故障后备保护最长动作时限配合，跳变压器高、中、低三侧断路器并启动高压侧断路器失灵保护，零序电流取变压器高压侧中性点零序电流专用互感器，本保护若设两段时限，则第一时限退出，第二时限投入。现场检查#1主变保护配置和整定定值均符合以上原则。

五、主变跳闸原因分析

查阅当时的雷电活动记录，跳闸时间段该地区无落雷。跳闸前#1主变各线路无故障，站内无操作，无功设备无投切，因此可排除过电压导致相间击穿可能；根据现场一次设备检查情况和故障录波情况分析，本次#1主变跳闸的原因为：热缩套内母排与热缩套外金属夹持件之间电容远大于金属夹持件对地电容，因此运行中金属夹持件存在较高的悬浮电位；310断路器开关柜至#1主变限流电抗器室间10kV封闭母线桥内c相母线绝缘盒绑扎带老化，运行中崩断弹至a、b相金属夹持件间，导致a、b相间距离不够，在金属夹持件部位发生a、b相间闪络，并迅速发展为三相短路（故障录波显示a、b相差流早于c相差流5ms左右），差动保护动作，主变跳闸。闪络期间金属夹持件、热缩套、母排均受到电弧强烈灼烧。

六、结论及预防措施

1、结论。①#1主变跳闸原因为：310断路器开关柜至#1主变限流电抗器室间10kV封闭母线桥内，c相10kV母线绝缘盒绑扎带因老化，运行中脱落弹至a、b相金属夹持件间，造成绝缘距离不够，在金属夹持件部位发生a、b相间闪络，并迅速发展为三相短路。②本次三相短路故障发生在#1主变限流电抗器后，保护装置显示#1主变高压侧故障电流为1080A左右，持续时间不大于104毫秒；故障后变压器油色谱分析和绕组变形试验分析无异常，变压器可以投入运行。③#1主变相关二次回路接线正确，报文、录波及后台信息均与实际动作情况相符，保护装置整定值符合国网相关整定原则，保护装置动作正确。

2、预防措施。①在该次事件中，暴露出10kV带热缩套的母线使用的金属夹持件，由于存在较高的悬浮电位，在有异物的情况下容易发生相间闪络，建议以后新建工程、扩建工程改用绝缘夹持件，有检修计划的老站可以结合停电检修对金属夹持件予以更换。②该次事件暴露出，热缩套绑扎带老化后易崩断形成异物来源，建议变电站停电检修时对使用超过年限的绑扎带进行更换，并在保证强度的前提下尽量缩短绑扎带长度，防止埋下隐患。

七、结束语

变压器跳闸事故的预防和应对是电力系统安全运行的关键。通过对事故原因的深入分析，我们可以发现，老化的绑扎带和金属夹持件是导致相间闪络的主要因素。针对这些问题，建议在新建和扩建工程中采用绝缘夹持件，并定期更换老化的绑扎带，以减少异物导致的事故风险。只有通过持续改进和严格维护，才能确保电力系统的稳定性和安全性，为社会经济发展提供坚实的保障。

参考文献：

[1]马永翔.电力系统继电保护[M].重庆：重庆大学出版社，2011.

[2]赵玉新.一起变压器保护动作分析[J].天津电力技术，2012（2）.