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摘要：这是一起由单一故障发展成双重故障的案例。主变差动保护动作区内，故障从35kV侧两相短路发展成两相接地短路。通过对主变运行状态、故障录波、天气因素、负荷状况等进行综合分析，结合故障后对主变进行全部校验的试验结果，推断污闪是引起这个发展性故障的原因。
关键词：主变；差动保护；污闪；发展性故障
主变差动保护动作后，查明故障原因非常重要。本文通过故障录波数据分析，确定一起主变差动动作的故障原因是其35kV侧BC两相短路及两相接地短路。但引起短路的直接原因未能查明，本文基于主变运行状态、天气、负荷等情况，以及结合故障后对主变全面校验的结果，推断故障直接原因为污闪。
1 故障的简要情况
11月12日凌晨01时59分47秒，#1主变差动速断动作，跳开主变三侧开关。当时天气情况为：温度11℃，湿度93%，中雾，微风。
检修人员到现场，打出动作报告和故障录波后，发现引起故障的原因是主变35kV侧BC相接地短路。
从动作报告得出，AC相差动动作，其动作电流为6.71Ie，(二次额定值Ie＝1.033A)。保护装置的定值为：差动电流起动值0.3Ie，差动速断定值6Ie。此时，该变电站内其余保护装置均无动作行为发生。
2 故障波形分析
2.1 故障录波的电压波形分析
110kV、35kV母线的电压波形如图1所示。
主变高压侧电压变化较小，中压侧Ua2几乎不变，Ub2、Uc2大小相等，相位相同且与Ua2反相。低压侧Ub3约为零，Ua3、Uc3大小相等，相位相反。高中低三侧母线电压的突变基本符合Yd11接法的主变发生中压侧BC两相短路的情形。
图1 母线电压波形图
故障发生约33ms后，BC两相短路发展成了BC两相接地短路故障。此时，35kV侧的BC两相电压降到很小，A相电压升压，并出现了3U0；基本符合不接地系统发生两相接地短路时的电压特征。
2.2 故障录波的电流波形分析
110kV#1进线的BC两相电流波形如图2所示，其大小相等、相位相反。
图2 故障电流波形图
从故障录波系统中可以获得：110kV#1进线的二次电流幅值约为10.5A，#1主变高压套管CT的二次电流幅值约为27.9A；两者按算成一次电流，其幅值分别为1680A，1674A。两者几乎相等，由此可以推断出这个短路电流是贯穿主变的，故障点的位置在主变高压套管CT和主变35kV开关流变之间。
3 后续处理
一次检修班对#1主变进行了全面检查，并且高压试验班对相关设备进行了全部校验，包括油色谱、绝缘耐压等，试验结果均合格。二次检修班对#1主变进行了全面保护检验，以及开关整组联动试验，校验结果全部合格。
#1主变的试验全部合格，说明一次设备及二次系统不存在故障，完全可以排除由于设备原因引起故障，不存在保护误动的情况。且从故障当天主变复役成功可以确定，故障是瞬时性的。
4 BC导致两相短路的原因分析
4.1 本次故障特点
通过对故障录波的分析，以及故障后的处理和补充校验，可以发现本次故障主要有以下几方面的特点：①故障类型发生了转换，且发展成双重故障；②故障不是永久性的；③差动电流较大，肯定是近区故障；④从SCADA系统可查见，故障发生前一段时间，母线电压缓慢升高至电压上限。
4.2 其他故障的排除
综合所有检查试验结果和当天的天气情况，基本可以排除以下这些可能：①差动回路接线错误；②#1主变差动保护装置误动；③二次电流回路发生短路或开断；④#1主变本体内部故障；⑤35kV母线桥穿墙套管绝缘损坏；⑥动物爬上主变35kV母线桥；⑦雷击过电压；⑧人为破坏；⑨#1主变35kV开关柜及隔离柜内故障；⑩#1主变35kV套管绝缘损坏。
4.3故障原因的推断
4.3.1 异地两点故障致主变差动保护动作的情况
文献[1]中对一起同时发生两点接地故障引发主变差动保护动作的案例进行了分析。本次故障基于以下2点，可以排除这种可能：①区外B相接地与区内瞬时性绝缘击穿，这两点故障的发生几乎不可能是同时，35kV是不接地系统，故障录波以及SCADA系统中均未发现35kV母线3U0越限的情况；②文献[1]中案例的故障特点是，高压侧或中压侧C相进入保护装置的二次电流约为0A。但本次故障，BC两相均有电流进入到保护装置。
4.3.2 污闪的特点
在有雾天气下，如果存在污垢，瓷瓶绝缘子表面将会形成一层水膜，使污垢导电性更强；当局部的场强变得较大时，会在绝缘子的端部将首先形成电晕和局部电弧放电。局部电弧伸展的过程会发展为整个绝缘子沿面闪络的弧光接地，从而使系统形成弧光接地过电压，又会使另外污秽层重的设备发生污闪而形成两相(三相)接地短路而跳闸。
污闪有其规律性[3]：有季节性和气象特性，还有时间性。污闪多发生在秋末冬初和冬末初春季节。凌晨是污闪出现的高峰，是雾形成的最好时间和降雪最多的时段，一般情况下当太阳出来后逆温层消失，雾也就散去了，中午出现污闪极少。
4.3.3 本次故障与污闪的联系
本次故障与污闪有很大的关联，基于以下几点：①一般故障不会引发复杂的故障转换，而本次主变35kV侧BC两相短路发展成为BC两相短路接地，比较符合污闪容易引起复合故障的特征；②此次故障发生在污闪易发的季节和时间，而且天气特征也具备；③从SCADA系统中查到，在故障发生前，三相电压有慢升高现象，电压的升高会增加污闪的可能；④停役检查时，虽然没有发现明显的电弧烧蚀痕迹，但文献[4]中也有提到了一起未见电弧烧蚀痕迹的污闪事故。
根据资料，伞裙间距过小的支柱绝缘子易发生伞裙间飞弧短接现象，这种电弧大多对绝缘子本身不造成破坏，且故障后找不到明显的故障点。飞弧短接极大地增加了电气设备在复杂气象条件的故障机率，且较易发生故障转换。
5 结论
通过以上的分析与推测，污闪是造成本次故障的最大可能原因。故障点在#1主变35kV出口套管与35kV母线穿墙套管之间。发生事故直至几个月后，该主变均正常运行，未发现其他异常，更加证明污闪引发事故的可能性。
参考文献
[1]王光中,郝建宏等.某110kV变电站主变差动保护动作分析[J].电力系统保护与控制,2010,38(4):134-136,139.
[2]肖嵘.35 kV变电站支柱绝缘子防污闪研究[J].供用电,2010,27（2）:59-61.
[3]王自力,张云刚.浅析绝缘子污闪原因及预防措施[J].云南电力技术,2010,38(1): 44-45.
[4]陈国义.关于雾闪和湿闪的原因分析[J].华中电力,2002,2:21-24.
论文作者:郑骏
论文发表刊物:《电力设备》2017年第31期
论文发表时间:2018/4/16
标签：故障论文; 电流论文; 两相论文; 母线论文; 动作论文; 差动论文; 绝缘子论文; 《电力设备》2017年第31期论文;