2号高压变压器跳闸原因分析

2号高压变压器跳闸原因分析

一、现象

2012年12月24日上午9时37分我厂区制丝车间、卷包车间、动力工房、大酒店、302办公楼等区域部分设备、设施突然断电，生产停止。设备动力处迅速组织人员检查跳闸原因和确认跳闸设备，通过继电保护系统报警信息发现，断电是由于2号3.5KV高压变压器跳闸引起，跳闸原因为A、B相短路引起的比率差动保护动作，配电操作人员又到各相关10KV变压器柜现场检查，发现断电的10KV变压器均为2号3.5KV下挂设备，同时电话咨询市电网调度，堤烟2号线外部未发生故障，外线电网正常。经过研究，配电管理人员认为此跳闸现象与往年多次跳闸现象类似，不是由于恶性设备故障引起，为尽快恢复企业生产，2号高压变可以合闸。9时46分，2号高压变重新合闸送电，高压设备正常，配电人员迅速到各10KV变压器柜现场，恢复因上游电源失压造成的开关断电，检查各400V低压配电开关状态，发现各低压配电开关均处于正常状态，未发现跳闸现象，各断电区域供电恢复。

各设备相继重启，10时20分左右，2号高压变所带电网又出现电压不稳现象，引起个别末端400V用电设备跳闸。在此期间配电管理人员组织研究分析此次跳闸原因，从高压设备、保护设备、用电设备、外线电网几个方面进行排查分析，初步怀疑是由于用电设备大电流冲击，低级保护不灵敏，冲击高压变压器比率差动保护跳闸，准备进一步观察排查现场设备。

11时21分，2号高压变再次跳闸，现象同上。配电人员迅速与外线电网、用电车间进行联系，咨询断电前电网、各用电设备有无异常，未发现。为保证生产运行，11时37时再次合闸送电，合闸成功，

电力供应恢复正常。

配电人员组织制丝车间、卷包车间各电气主管和骨干到10KV变压器室召开现场分析会，期间12时30分左右，2号变所带电网又出现异常波动，与会人员分析认为可能由于部分制丝设备启动冲击引起，经制丝人员回去确认，未发现明显异常。

此后至今，2号高压变所带电网未再出现异常波动，供电正常。

二、2号高压变系统结构

35KV电网进线

送电流程：35KV外线电网——高压断路器——2号高压变压器——低压断路器——10KV母线——各10KV变压器——400V用电设备差动保护是根据“电路中流入节点电流的总和等于零”原理制成的。差动保护把被保护的电气设备看成是一个节点，那么正常时流进被保护设备的电流和流出的电流相等，差动电流等于零。当设备出现

故障时，流进被保护设备的电流和流出的电流不相等，差动电流大于零。当差动电流大于差动保护装臵的整定值时，上位机报警保护出口动作，将被保护设备的各侧断路器（及上图中高低压断路器）跳开，使故障设备（2号高压变）断开电源。

三、原因分析

两次跳闸保护系统均显示为A、B相短路，差动保护动作，2号高压变前后侧断路器跳闸。根据故障现象配电人员初步怀疑故障原因有以下6类可能：

1、外线电网故障？

两次跳闸，配电人员均立即电业局网调联系，经对方查询验证，期间未发现外线电网异常。此项排除。

2、差动保护电流互感器短路或开路，或差动保护二次侧线路故障？

12月24日下午和24日上午配电人员邀请电业局下属单位徐州恒宇供电公司（我厂变配电系统校验合作单位）对差动保护装臵进行测试校验，发现装臵正常。此项排除。

3、主变压器内部故障?

若2号主变压器内部故障，则重新合闸时会出现保护再动作，合闸不成功的现象。而两次故障后，配电人员均能合闸成功，且之后系统运行正常，所以此项排除。

4、主变压器及其引出线短路？

同样因为重合闸成功，因而不可能是由于主变压器及引出线持续短路引起，但可能由于瞬间短路引起，此项需要进一步验证。

5、保护装臵上位机系统误报或系统故障？

12月26日至27日，配电人员邀请南瑞科技公司专家到我厂对保护系统进行诊断，调出故障差动动作前CT测量电压波形如下：

上图为第二次跳闸前差动保护波形，第一次波形和上图类似，在此不再贴出。

由上图可以看出，跳闸前高压侧三相电流已经超过保护点，波形发生畸变，低压侧波形未发生明显畸变。正常情况下差动电流应约为0，但从图上看出跳闸前差动电流a 、b 相明显增大，保护动作跳闸为正确动作。

该公司又对保护动作的时间点进行上位机和保护本体进行对照，发现动作时间一致。保护装臵未发生故障，也未发生误报。此项排除。 6、各保护整定值设臵不当，致用电设备大电流冲击，跳过底层保护，冲击高压变压器保护跳闸？

由上文系统图能够看出，如因用电设备大电流冲击，要经过10KV 变压器过流保护、35KV变压器低压侧保护（包括过流保护和低后备保护）、35KV变压器高压侧保护（包括过流保护和高后备保护）。我们查询和南瑞保护系统内的定值设定和配电系统建设时定值单，以及2012年8月我厂配电高压系统设备校验记录，具体如下：

上表中各按照从高压到低压依次排序。

由上表可以看出，比率差动保护下端还有“低压侧过流保护”、“低压后备保护”、“10KV过流I段保护”、“10KV过流II保护”四个保护。其中只有低压侧过流保护整定值为20.62A，大于比率差动保护整定值17.5A,其余均小于。可以看出若是用电设备大电流冲击，会先引起差动保护下侧三个保护之一先动作。

上表中8类保护于2012年8月均已通过校验，装臵完好，整定值正确。

由此判断此项可排除。

四、结论

通过以上的分析可以判断，外线电网正常，差动保护装臵完好，差动保护故障保证动作正确。故障可能部位集中在系统图中B、F间

区域（图中红色线内区域），且故障类型为偶然瞬发故障。

此区域内设备包括：高压侧电缆（BC段）、2号高压变压器、低压侧电缆（DE段）、低压断路器。

偶然瞬发故障故障可能为：变压器上毛刺引起的瞬间放电、柜内冷凝水因此的瞬间短路、电缆破损、接地开关状态、高压柜内状态等。

五、下一步检查计划

我们下一步准备在停产停电期间相关协作单位对高压柜机构装臵再进行检测和校验，开柜检查柜内灰尘和凝结水状况，检查高压柜除湿加热器运转情况，对高压开关柜柜内进行清扫，检查高压柜内设备、接地状态及防雷设施，对变压器进行清扫除尘，检查高压开关机构接触点状态等工作，尽快彻底查清故障原因，杜绝配电系统隐患，保障变配电系统的正常运行。

设备管理处

2012-12-28