110kV主变压器差动保护跳闸故障分析.pdf

S 电 力 安 全 技 术 第1 7 卷( 2 0 1 5 年 第 4 期 ) 1 1 0 k V 主变压器差动保护跳闸故障分析 龚炳林 ，沈龙保 ，黄龙林。 ，刘银 河 ( 1 中盐江西兰太化工有限公 司，江西 新干3 3 1 3 0 2 ；2 江西省新干县窑里水库管理局，江西 新干 3 3 1 3 1 4 ；3 中盐新干盐化有限公 司，江西 新干3 3 1 3 0 2 ) 摘要对近期发生在某化工企业的一起电气故障进行 了分析，根据差动保护的动作原理和 保护对象，综合 1 1 0 k V主变压器跳闸故障的发生概况，对故障点进行 了 快速查找，并阐述了故障的 查找方法以及处理方案。 关键词密封 受损 ；短路放 电；绝缘处理；密封 改进；防范措施 2 0 1 4 0 7 1 3 ，某化工公司发生了一起变压器 差动保护跳闸的故障，导致该公司双氧水厂停电停 产 ，给企业的生产经营造成了严重的损失。 1 事故概况 当天，该化工公司所属的氯酸钠厂和双氧水厂 正在正常生产。l 6 ： o 0 左右 ，突降暴雨，导致地面 形成大量积水 ，因水量超限，造成排水不畅，大量 积水影响生产生活及公用设施的正常运行。雨停后 0 5 h，发生双氧水 厂停 电停产事故 。当班 电气运 行人员及时查明 4号主变压器跳闸，其综合保护装 置后台报警显示为差动保护动作跳闸。 2 故障查找 此 4号 主 变压 器 是 双 氧水 厂 的 专用 降压 变 压 器， 型 号 为 S F 9 -6 3 0 0 1 1 0 ， 电压 变 比 ( k V) ： l 1 0 22 5 1 0 5 。该变压 器 的一次侧 接该 公 司的 1 1 0 k V工厂变 电站 ，而变压器 的安装位置在 距此变电站大约3 0 m的双氧水 1 1 0 k V降压站内， 其二次侧 负荷 为双氧水 厂的 4台配 电变压器 和 8 台 1 0 k V高压电动机，变压器的正常平均负荷率 为 8 0左右 ，属于较理想的匹配方案。技术 人员 通过询问电气运行人员 ，初步 了解该故障的简要经 过，并查看相关的 l 1 0 k V侧综保后台记录和保护 装置的报警记录，均显示为差动保护动作跳闸，而 1 0 k V侧 的保护装置未动作。 一 一 根据差动保护原理、保护对象及性质，初步判 定故障在 4号主变压器本体 内部及其二次侧出线总 断路器 ( 保护装置) 前的范围。在按有关安全操作 规程办理了检修工作手续后，随即开始故障排查。 由于现场条件有限 ，缺乏专用电力测试仪器， 所 以采用 2 5 0 0 V兆欧表和万用表测量相结合的方 法来粗略分析和判定。 断开变压器一次侧和二次侧的主开关 ( 断路 器 ) ，即所有 电源和负荷连接断开 ，只保 留了一次 侧的连接线和二次侧 的连接母 线槽。使用 2 5 0 0 V 兆欧表测量结果为 ：变压器的 1 1 0 k V绕组相对地 不小于 2 5 0 0 MQ， 相与相之间为通路， 判定为正常； 1 0 k V绕组相对地大于 1 0 MQ，判定为异常 ；相与 相之间为通路，判定为正常； 变压器的 l 1 0 k V绕 组对 1 0 k V绕组，绝缘电阻不小于 2 5 0 0 MQ，判 定为合格 。 使用万用表测量结果为 ：变压器 的 1 1 0 k V绕 组相对地为开路， 相与相之间为通路， 判定为正鹊 1 0 k V绕组相对地为 l 0 0 020 0 0kQ之 间的一定 大小的电阻，判定为异常 ；相与相之间为通路 ，判 定为正常。 根据上述测量结果 ，初步判断为变压器二次侧 绕组及与之相连接的二次侧母线槽存在问题。由于 母线槽与变压器之间用一组软连接铜带相连 ，这些 连接固定螺栓暴露在空气中，腐蚀严重，拆下这些 螺栓很费时。于是，检修人员决定先不拆开这些连 接 ，而是先着手直接检查母线槽 。 此母线槽属于简易的箱型封闭式母线槽，据了 第 1 7 卷 ( 2 0 1 5 年第 4 期 ) 电 力 安 全 技 术 解，该母线槽在工程建设期间是先现场组装，再分 步安装的。检修人员着手逐一拆开其盖板 ，检查其 内部各部件的完好情况。当全部拆开盖板后 ，在第 1 块盖板下面，即距变压器软连接铜带最近处，发 现 A，B 2相母线铜排有短路放 电烧伤的痕迹 ，并 且 2 根铜排都被放电烧伤，分别形成了 1 个缺口。 此外 ，给三相母线铜排起固定和绝缘作用的一块水 平安装的环氧树脂绝缘板也伴有放 电烧黑现象 ，并 且还产生了细微的裂缝 ，该绝缘板上还 留有少许水 珠。从此处检查母线槽内部，直到 1 0 k V总开关的 其他各处 ，均未发现其他异常现象 。 3 分析处理 3 1 原 因分析 据 以上 的检查情况分析 ，由于对封闭式母线槽 起固定和绝缘作用 的绝缘板存在短路放 电的条件 ， 导致母线槽的 2 相母线短路放 电，这是引起这起主 变压器差动保护动作的直接原因；引起绝缘板短路 放电的直接原因是绝缘板上的水珠。经观察，水珠 的产生是由于母线槽的终端垂直封闭板与水平布置 的矩形母线框的连接处漏水 。这个连接处原来用橡 胶辅 以密封胶密封，但这些密封材料 长时间经风吹 日晒和雨淋老化了，失去了应有的密封作用 ，在遇 到暴雨后，猛烈的雨水 由密封破坏后的连接缝渗漏 进入了母线槽 内。雨水作为导电介质 ，在水平绝缘 板上使母线的相间短路。由于这块绝缘板的安装存 在一定的水平度差异 ，使处于较低处的 2 相母线之 间积水 ；而处于相对较高处的 2 相母线则因为没有 积水 ，故未发生短路。 3 2 处理措施 3 2 处理方案 针对此故障，检修人员开始进行处理。处理的 最终目的是消除绝缘板积水 ，从而彻底消除短路故 障隐患。由于化工企业对意外停电要求很严格，不 允许停 电时间过长。为争取尽早送 电，决定此项故 障处理方案分 2步进行 ：第 l 步，用最快的速度清 除水平绝缘板上 的积水，并将 该绝缘板清洗干净 ， 同时将垂直密封板的密封进行更换 ， 阻止雨水渗入； 第 2步 ， 待有停 电检修机会时， 再作进一步的处理， 即改进现有母线的末端绝缘与固定方式，取消水平 绝缘板 ，对母线进行固定和绝缘密封。 S 3 2 2 处理过程及效果 处理时，检修人员在擦干绝缘板后 ，当即用工 业无水乙醇对水平绝缘板进行清洗 ，并用密封胶对 垂直密封板的接缝进行密封处理，使之在遇到暴雨 时不再进水。实践证明，第 l 步的处理很成功。按 这种方案，在停 电不到 2 h就处理完毕。再测量绝 缘 电阻，其阻值不小于 2 5 0 0MQ，绝缘合格 ，随 即将变压器送 电，一切正常 ，很快恢复了双氧水厂 的正常生产。在 1 个月后的计划停产检修 中，检修 工作人员又抓住停 电的有利时机，按原定计划实施 了第 2步处理方案 ，即将原有水平安装的绝缘板拆 除 ，加装一种更为可靠的垂直安装的绝缘板 ，对三 相母线铜排起到了进一步的固定和绝缘作用； 同时 ， 还对母线槽 内的其他支持绝缘子进行了检查、 清扫、 擦拭和测试，排除了一些可疑点，从而彻底解决了 因暴雨造成母线槽短路放 电跳闸导致停 电，进而威 胁工厂生产运行的安全 问题。 4 防范措施 针对这起 由于母线槽绝缘板积水引起母线短路 放电，导致变压器差动保护动作跳闸的故障，该公 司电气技术人员对涉及到的电气设备进行 了一次全 面的检查 ，着重检查绝缘板 的运行状况，及时彻底 地处理了潜在的异常问题，消除了故障隐患，确保 了电气设备的正常运行。 参考文献： l任小建，刘太华微机变压器差动保护常见运行事故分 析 J 智能电气及综合 自动化，2 0 1 2 ( 6 ) 收稿 日期 ：2 0 1 4 1 0 2 8 。 作者简介 ： 龚炳林 ( 1 9 6 3 - ) ，男，工程师，主要从事电气及自动化设备技 术工作 ，e ma fl：g o n g b h6