龔炳林，沈龍保，黃龍林，劉銀河

(1.中鹽江西蘭太化工有限公司，江西 新干 331302；2.江西省新干縣窯里水庫管理局，江西 新干331314；3.中鹽新干鹽化有限公司，江西 新干 331302)

110?kV主變壓器差動(dòng)保護(hù)跳閘故障分析

龔炳林1，沈龍保2，黃龍林3，劉銀河3

(1.中鹽江西蘭太化工有限公司，江西 新干 331302；2.江西省新干縣窯里水庫管理局，江西 新干331314；3.中鹽新干鹽化有限公司，江西 新干 331302)

對(duì)近期發(fā)生在某化工企業(yè)的一起電氣故障進(jìn)行了分析，根據(jù)差動(dòng)保護(hù)的動(dòng)作原理和保護(hù)對(duì)象，綜合110 kV主變壓器跳閘故障的發(fā)生概況，對(duì)故障點(diǎn)進(jìn)行了快速查找，并闡述了故障的查找方法以及處理方案。

密封受損；短路放電；絕緣處理；密封改進(jìn)；防范措施

2014-07-13，某化工公司發(fā)生了一起變壓器差動(dòng)保護(hù)跳閘的故障，導(dǎo)致該公司雙氧水廠停電停產(chǎn)，給企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)造成了嚴(yán)重的損失。

1 事故概況

當(dāng)天，該化工公司所屬的氯酸鈉廠和雙氧水廠正在正常生產(chǎn)。16:00左右，突降暴雨，導(dǎo)致地面形成大量積水，因水量超限，造成排水不暢，大量積水影響生產(chǎn)生活及公用設(shè)施的正常運(yùn)行。雨停后0.5 h，發(fā)生雙氧水廠停電停產(chǎn)事故。當(dāng)班電氣運(yùn)行人員及時(shí)查明4號(hào)主變壓器跳閘，其綜合保護(hù)裝置后臺(tái)報(bào)警顯示為差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作跳閘。

2 故障查找

此4號(hào)主變壓器是雙氧水廠的專用降壓變壓器，型號(hào)為SF9-6300/110，電壓變比(kV)：110±2×2.5 %/10.5。該變壓器的一次側(cè)接該公司的110 kV工廠變電站，而變壓器的安裝位置在距此變電站大約30 m的雙氧水110 kV降壓站內(nèi)，其二次側(cè)負(fù)荷為雙氧水廠的4臺(tái)配電變壓器和8臺(tái)10 kV高壓電動(dòng)機(jī)，變壓器的正常平均負(fù)荷率為80 %左右，屬于較理想的匹配方案。技術(shù)人員通過詢問電氣運(yùn)行人員，初步了解該故障的簡(jiǎn)要經(jīng)過，并查看相關(guān)的110 kV側(cè)綜保后臺(tái)記錄和保護(hù)裝置的報(bào)警記錄，均顯示為差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作跳閘，而10 kV側(cè)的保護(hù)裝置未動(dòng)作。

根據(jù)差動(dòng)保護(hù)原理、保護(hù)對(duì)象及性質(zhì)，初步判定故障在4號(hào)主變壓器本體內(nèi)部及其二次側(cè)出線總斷路器(保護(hù)裝置)前的范圍。在按有關(guān)安全操作規(guī)程辦理了檢修工作手續(xù)后，隨即開始故障排查。

由于現(xiàn)場(chǎng)條件有限，缺乏專用電力測(cè)試儀器，所以采用2 500 V兆歐表和萬用表測(cè)量相結(jié)合的方法來粗略分析和判定。

斷開變壓器一次側(cè)和二次側(cè)的主開關(guān)(斷路器)，即所有電源和負(fù)荷連接斷開，只保留了一次側(cè)的連接線和二次側(cè)的連接母線槽。使用2 500 V兆歐表測(cè)量結(jié)果為：變壓器的110 kV繞組相對(duì)地不小于2 500 MΩ，相與相之間為通路，判定為正常；10kV繞組相對(duì)地大于10 MΩ，判定為異常；相與相之間為通路，判定為正常；變壓器的110 kV繞組對(duì)10 kV繞組，絕緣電阻不小于2 500 MΩ，判定為合格。

使用萬用表測(cè)量結(jié)果為：變壓器的110 kV繞組相對(duì)地為開路，相與相之間為通路，判定為正常；10 kV繞組相對(duì)地為1 000～2 000 kΩ之間的一定大小的電阻，判定為異常；相與相之間為通路，判定為正常。

根據(jù)上述測(cè)量結(jié)果，初步判斷為變壓器二次側(cè)繞組及與之相連接的二次側(cè)母線槽存在問題。由于母線槽與變壓器之間用一組軟連接銅帶相連，這些連接固定螺栓暴露在空氣中，腐蝕嚴(yán)重，拆下這些螺栓很費(fèi)時(shí)。于是，檢修人員決定先不拆開這些連接，而是先著手直接檢查母線槽。

此母線槽屬于簡(jiǎn)易的箱型封閉式母線槽，據(jù)了解，該母線槽在工程建設(shè)期間是先現(xiàn)場(chǎng)組裝，再分步安裝的。檢修人員著手逐一拆開其蓋板，檢查其內(nèi)部各部件的完好情況。當(dāng)全部拆開蓋板后，在第1塊蓋板下面，即距變壓器軟連接銅帶最近處，發(fā)現(xiàn)A，B 2相母線銅排有短路放電燒傷的痕跡，并且2根銅排都被放電燒傷，分別形成了1個(gè)缺口。此外，給三相母線銅排起固定和絕緣作用的一塊水平安裝的環(huán)氧樹脂絕緣板也伴有放電燒黑現(xiàn)象，并且還產(chǎn)生了細(xì)微的裂縫，該絕緣板上還留有少許水珠。從此處檢查母線槽內(nèi)部，直到10 kV總開關(guān)的其他各處，均未發(fā)現(xiàn)其他異?，F(xiàn)象。

3 分析處理

3.1 原因分析

據(jù)以上的檢查情況分析，由于對(duì)封閉式母線槽起固定和絕緣作用的絕緣板存在短路放電的條件，導(dǎo)致母線槽的2相母線短路放電，這是引起這起主變壓器差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作的直接原因；引起絕緣板短路放電的直接原因是絕緣板上的水珠。經(jīng)觀察，水珠的產(chǎn)生是由于母線槽的終端垂直封閉板與水平布置的矩形母線框的連接處漏水。這個(gè)連接處原來用橡膠輔以密封膠密封，但這些密封材料長(zhǎng)時(shí)間經(jīng)風(fēng)吹日曬和雨淋老化了，失去了應(yīng)有的密封作用，在遇到暴雨后，猛烈的雨水由密封破壞后的連接縫滲漏進(jìn)入了母線槽內(nèi)。雨水作為導(dǎo)電介質(zhì)，在水平絕緣板上使母線的相間短路。由于這塊絕緣板的安裝存在一定的水平度差異，使處于較低處的2相母線之間積水；而處于相對(duì)較高處的2相母線則因?yàn)闆]有積水，故未發(fā)生短路。

3.2 處理措施

3.2.1 處理方案

針對(duì)此故障，檢修人員開始進(jìn)行處理。處理的最終目的是消除絕緣板積水，從而徹底消除短路故障隱患。由于化工企業(yè)對(duì)意外停電要求很嚴(yán)格，不允許停電時(shí)間過長(zhǎng)。為爭(zhēng)取盡早送電，決定此項(xiàng)故障處理方案分2步進(jìn)行：第1步，用最快的速度清除水平絕緣板上的積水，并將該絕緣板清洗干凈，同時(shí)將垂直密封板的密封進(jìn)行更換，阻止雨水滲入；第2步，待有停電檢修機(jī)會(huì)時(shí)，再作進(jìn)一步的處理，即改進(jìn)現(xiàn)有母線的末端絕緣與固定方式，取消水平絕緣板，對(duì)母線進(jìn)行固定和絕緣密封。

3.2.2 處理過程及效果

處理時(shí)，檢修人員在擦干絕緣板后，當(dāng)即用工業(yè)無水乙醇對(duì)水平絕緣板進(jìn)行清洗，并用密封膠對(duì)垂直密封板的接縫進(jìn)行密封處理，使之在遇到暴雨時(shí)不再進(jìn)水。實(shí)踐證明，第1步的處理很成功。按這種方案，在停電不到2 h就處理完畢。再測(cè)量絕緣電阻，其阻值不小于2 500 MΩ，絕緣合格，隨即將變壓器送電，一切正常，很快恢復(fù)了雙氧水廠的正常生產(chǎn)。在1個(gè)月后的計(jì)劃停產(chǎn)檢修中，檢修工作人員又抓住停電的有利時(shí)機(jī)，按原定計(jì)劃實(shí)施了第2步處理方案，即將原有水平安裝的絕緣板拆除，加裝一種更為可靠的垂直安裝的絕緣板，對(duì)三相母線銅排起到了進(jìn)一步的固定和絕緣作用；同時(shí)，還對(duì)母線槽內(nèi)的其他支持絕緣子進(jìn)行了檢查、清掃、擦拭和測(cè)試，排除了一些可疑點(diǎn)，從而徹底解決了因暴雨造成母線槽短路放電跳閘導(dǎo)致停電，進(jìn)而威脅工廠生產(chǎn)運(yùn)行的安全問題。

4 防范措施

針對(duì)這起由于母線槽絕緣板積水引起母線短路放電，導(dǎo)致變壓器差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作跳閘的故障，該公司電氣技術(shù)人員對(duì)涉及到的電氣設(shè)備進(jìn)行了一次全面的檢查，著重檢查絕緣板的運(yùn)行狀況，及時(shí)徹底地處理了潛在的異常問題，消除了故障隱患，確保了電氣設(shè)備的正常運(yùn)行。

1 任小建，劉太華．微機(jī)變壓器差動(dòng)保護(hù)常見運(yùn)行事故分析[J]．智能電氣及綜合自動(dòng)化，2012(6).

2014-10-28。

龔炳林(1963-)，男，工程師，主要從事電氣及自動(dòng)化設(shè)備技術(shù)工作，email：gongbh68@163.com。

沈龍保(1959-)，男，工程師，主要從事電氣及自動(dòng)化設(shè)備技術(shù)工作。

黃龍林(1969-)，男，工程師，主要從事電氣及自動(dòng)化設(shè)備技術(shù)、采鹵生產(chǎn)管理等工作。

劉銀河(1973-)，男，工程師，主要從事電氣及自動(dòng)化設(shè)備技術(shù)工作。