牛慶達，劉祥圣，管春偉，溫建春

（國網(wǎng)青島供電公司，山東 青島 266002）

0 引言

某縣域35 kV電網(wǎng)網(wǎng)架結構薄弱，電源點較少，存在多級串供的運行方式。串供線路兩側均配置不帶方向的電流三段式保護［1］，為保證保護動作正確，變電站進線保護只投功能壓板，停用出口壓板，變電站出線保護投入功能壓板及出口壓板。

變壓器是電網(wǎng)中重要設備，主要用于升壓或降壓，保證其安全穩(wěn)定運行意義重大［2］，常配置差動保護及瓦斯保護作為主保護。除主保護外，變壓器還配置后備保護，用于防止外部故障引起變壓器繞組過電流，并作為相鄰元件（母線或線路）保護的后備以及變壓器內(nèi)部故障時主保護的后備［3］。

近日某縣域電網(wǎng)中一臺35 kV變壓器發(fā)生故障跳閘，造成10 kV乙母線所帶2條10 kV線路全部失電。事故中變壓器低后備、高后備保護相繼動作，由于變壓器低后備保護存在死區(qū)［4］，調(diào)度員僅依據(jù)主變高、低后備保護動作信號無法判斷變壓器外部是單一故障還是多重故障［5］，影響事故處理速度，停電時間較長，造成用戶投訴。提出運用變電站進線保護動作信號輔助判斷變壓器外部故障方法，達到正確快速處理故障目的。

1 事故經(jīng)過

1.1 事故前運行方式

圖1中35 kV昌陽站為故障變電站，110 kV姜山站35 kV昌陽線、35 kV耐克森站35 kV昌森線為35 kV昌陽站進線，35 kV韓亞線為35 kV昌陽站出線，為客戶韓亞重工供電。

圖1 35 kV昌陽站事故前運行方式

35 kV昌陽站一次主接線如圖2所示，35 kV側為單母線接線，共兩臺雙繞組變壓器，10 kV側分列運行，1#主變供10 kV甲母線，2#主變供10 kV乙母線。

圖2 35 kV昌陽站主接線

1.2 35 kV昌陽站保護配置

35 kV昌陽站35 kV母線未設專用母線保護，故障時由110 kV姜山站35 kV昌陽線保護切除故障。

35 kV昌陽線配置1套RCS-9611C型線路保護，35 kV昌陽站側保護整定為：電流保護Ⅰ段經(jīng)復壓閉鎖作主保護，電流保護Ⅲ段作后備保護；功能壓板投入，跳閘壓板退出。

1#主變、2#主變各配置1套RCS-9671C型差動保護，1套RCS-9661C非電氣量保護，1套RCS-9681C型高后備保護（動作行為：0.9 s跳主變各側開關）和1套RCS-9681C型低后備保護（動作行為：0.3 s跳10 kV分段開關，0.6 s跳主變10 kV側開關）。

1.3 保護動作信息

某日 10∶18∶16 35 kV昌陽站 2#主變故障跳閘，調(diào)度自動化系統(tǒng)監(jiān)控到的保護動作信號如表1所示。

表1 35 kV昌陽站2#主變跳閘保護動作信號

2 事故分析

2.1 主變低后備保護死區(qū)簡介

35 kV變壓器低后備保護是10 kV母線主保護及10 kV出線的后備保護，保護裝置電流取自主變10 kV側電流互感器，位置如圖3所示。當主變10 kV側電流互感器與主變10 kV側開關之間發(fā)生相間故障，短路電流通過電流互感器而不通過開關，主變低后備保護動作，但不能切除故障，該區(qū)域?qū)儆谥髯兊秃髠浔Ｗo死區(qū)。

2.2 運用主變保護動作信號判斷故障點

主變保護動作行為：故障發(fā)生0.253 s后2#主變低后備Ⅰ段動作，跳10 kV分段開關，因10 kV分段開關已在分閘位置，未上分閘信號。0.553 s后2#主變低后備Ⅱ段動作，跳開2#主變10 kV側202開關，但2#主變低后備Ⅰ段、Ⅱ段保護均未復歸，說明故障點仍存在，0.866 s主變高后備Ⅰ段動作，跳開主變高壓側302開關，主變高、低后備保護均復歸，說明故障點已切除。

故障點位置確認：2#主變差動保護未動作，可判斷故障點在主變差動保護TA外部。2#主變低后備保護動作未切除故障點，存在兩種可能，一是現(xiàn)場僅有一個故障點1，位于主變低后備保護死區(qū)；二是現(xiàn)場除故障點1外，還存在故障點2，位于10 kV母線與主變10 kV開關間，如圖3所示。

圖3 2#主變外部故障點可能位置

結論：因主變低后備保護存在死區(qū)，在主變低后備、高后備保護相繼動作情況下，無法確定故障點數(shù)量及位置。

2.3 借助變電站進線保護動作信號判斷故障點

變電站進線保護動作行為：35 kV昌陽線保護僅功能壓板投入，跳閘過程中無開關變位信號。故障發(fā)生時，35 kV昌陽線保護動作，2#主變10 kV側202開關跳閘后，35 kV昌陽線保護復歸。之后35 kV昌陽線保護再次動作，直至2#主變35 kV側302開關跳閘后，35 kV昌陽線保護再次復歸。

故障點確認：2#主變10 kV側202開關分閘后35 kV昌陽線保護復歸，說明故障電流減小，在2#主變10 kV側202開關與10 kV母線間存在一個故障點。但之后35 kV昌陽線保護再次動作，說明還存在一個故障點，且主變低后備保護一直未復歸，說明該故障點位于主變10 kV側電流互感器與主變10 kV側開關間。

結論：結合主變跳閘過程中的變電站進線保護動作信號可以準確判斷主變故障點數(shù)量及位置，2#主變外部有兩個故障點，一個位于2#主變10 kV側202開關與10 kV母線間，另一個位于主變低后備保護死區(qū)。

2.4 故障點現(xiàn)場確認

經(jīng)變電運維人員檢查確認昌陽站2#主變低壓側存在兩個故障點：故障點1為2#主變10 kV側202開關底部絕緣擊穿，故障點2為2#主變10 kV側202開關與10 kV母線間刀閘三相絕緣擊穿。故障點數(shù)量及位置與結合變電進線保護動作信號分析所得結果一致。

3 事故處理

35 kV昌陽站10 kV乙母線存在故障點，不具備送電條件，不能用10 kV分段開關對10 kV乙母線試送。事故處理過程如下：

1）遙控拉開35 kV昌陽站10 kV乙母線上所有10 kV出線開關。

2）利用手拉手聯(lián)絡［6］將停電線路調(diào)出供電。

3）將2#主變及10 kV乙母線轉(zhuǎn)檢修，聯(lián)系變電檢修人員處理故障。故障處理期 間變電運維人員對1#主變進行特巡保電。

4 結論

1）變壓器低后備保護存在死區(qū)，在低后備、高后備保護相繼動作后無法確定變壓器外部為單一故障還是多重故障。提出運用變電站進線保護動作信號輔助研判主變外部故障點的方法，正確、快速研判故障點位置，提高故障處置效率。

2）串供線路的負荷側變電站進線保護雖然只投功能壓板，但保護動作信號同樣能夠反映站內(nèi)故障情況。在事故處理中調(diào)度員只有全面分析各種保護信號，才能準確判斷現(xiàn)場故障情況，為正確、快速處理事故奠定基礎。

［1］ 仝循虹.淺談電流三段式保護［J］.科學之友，2011（32）：13-14.

［2］ 王海洋，張琛.一起35 kV變壓器突發(fā)性故障事故的分析和對策［J］.變壓器，2011，48（2）：72-73.

［3］ 張保會，尹項根.電力系統(tǒng)繼電保護［M］.北京：中國電力出版社，2005：197-201.

［4］ 劉桂林，馬靜輝.變壓器后備保護拒動事故原分析及對策［J］.電力系統(tǒng)自動化，2013，37（3）：129-133.

［5］ 周永紅，祝建武.一起主變后備保護動作行為的分析［J］.中國電力教育，2008（S3）：604-605.

［6］ 鐘世民，王文剛.110 kV變電站主變跳閘事故分析及處理［J］.電工技術，2013（5）：17-18.