摘要：变电站单主变的安全运行与否直接影响电力系统的安全稳定以及用户的供电可靠性，本文通过两起变电站单主变运行跳闸展开，分析了其跳闸原因以及对比分析了同为单主变运行跳闸导致10kV母线失压对用户供电的影响，针对事件存在的问题提出防范措施，以减少该类事件的发生及提高用户供电可靠性。
关键词：单主变；供电可靠性；防范措施
1 引言
变电站单主变运行，不满足N-1运行方式要求，如果该站主变故障跳闸，将影响电网的安全稳定运行，由于其导致10kV母线失压，亦影响对用户的供电可靠性。随着电网的不断发展和用户对供电可靠性要求的不断提高，更要保障变电站单主变的安全运行，故针对两起变电站单主变运行跳闸事件进行探讨分析，以减少该类事件的发生及提高用户供电可靠性。
2 两起变电站单主变运行跳闸情况
2.1 110kV永宁站#1主变调压重瓦斯动作跳闸
2018年5月14日，110永宁站#1主变调压重瓦斯动作跳闸，跳开#1主变三侧开关，导致35kV 1M母线及10kV 1M母线失压，该站单主变运行。设备跳闸后，运行人员现场检查#1主变本体及三侧开关设备外观无异常，停电转至检修后，检修人员发现#1主变有载调压瓦斯继电器内有壁虎爬入（图2.1），瓦斯继电器接线端子被其身体短接，经现场试验，#1主变本体及三侧开关本体试验合格，初步判断#1主变三侧开关跳闸原因由瓦斯继电器内进入的壁虎造成。
图2.1 调压瓦斯继电器内照片
继保人员现场检查#1主变保护装置均正常动作，发现主变本体的调压重瓦斯继电器内那一条微烧焦的壁虎身体刚好导通了调压重瓦斯的动作节点（图2.2），调压重瓦斯保护动作跳开主变三侧开关。继保人员对#1主变差动保护、后备保护装置进行逻辑试验，三侧开关均能正常动作，利用本体重瓦斯、调压重压斯传动，均能正常跳三侧开关。
图2.2 调压瓦斯继电器二次回路图
综合分析认为，#1主变调压重瓦斯跳闸是由于爬进的壁虎刚好导通了调压重瓦斯的动作节点，导致跳开了主变三侧开关。
本次事件#1主变共停运8小时28分，导致10kV母线失压，影响了用户供电。
2.2 35kV塘口站#1主变差动保护动作跳闸
2018年4月24日，35kV塘口站#1主变差动保护动作跳闸，跳开 #1主变两侧开关，10kV 1M、2M母线失压，该站单主变运行。设备跳闸后，运行人员检查#1主变及两侧开关设备外观无异常，检查10kV 1M、2M母线及其附属设备外观无异常，收集保护信息后报调度。运行人员检查10kV母线在热备用状态，在配调命令由织贡塘口中心所将塘口站10kV石场线F04线路与110kV长兴站10kV长工乙线F17线路构成环网后，根据配调命令，合上35kV塘口站10kV石场线F04开关向塘口站10kV 1M、2M母线供电，恢复对用户供电及站用电供电。将#1主变本体及两侧开关转至检修后，检修人员检查#1主变本体及两侧开关设备无异常，试验合格。继保人员在长时间的检查试验后发现，#1主变低压侧发生区外故障时，#1主变低压侧CT饱和而产生差流，导致主变差动保护动作跳闸。
本次事件#1主变停运28小时3分钟，主变跳闸后1小时，10kV 1M、2M母线经10kV馈线倒供电恢复运行，几乎未影响对用户的供电。
3 单主变跳闸事件分析
3.1 事件原因分析
1）110kV永宁站由于有载调压瓦斯继电器内爬入壁虎，壁虎身体短接了调压重瓦斯接线端子导致#1主变调压重瓦斯动作。停电检查发现，有载调压瓦斯继电器二次进线橡胶套，由于运行时间长（已运行14年），存在严重老化风化现象，导致橡胶套开裂，壁虎从裂缝处钻入继电器内，如图3.1所示。
图3.1 调压瓦斯继电器二次进线橡胶套风化开裂照片
2）电流互感器饱和特性：电流互感器正常工作时，即工作在电流互感器的线性区，在进入饱和区之前，一次电流近似全部流到二次侧，此时励磁电流很小，所以励磁支路上的等效感抗较大；但当一次侧电流增大，进入电流互感器的饱和区时，励磁电流将会迅速增大，励磁电感急剧减小，此时励磁支路的分流作用大增，一次电流全部转化为励磁电流，二次侧电流快速减小出现严重的缺损，直到退出饱和区域。因此，在电流互感器饱和前，二次电流与一次电流保持线性关系，但进入饱和区后，二次电流不再随着一次电流增大而线性增加，而是非线性快速减小。
35kV塘口站由于变压器区外故障时#1主变变低侧CT出现严重饱和，此时二次侧电流无法正确反映一次侧电流的变化，而主变差动保护中差流的计算实际是将各侧电流进行矢量相加，如此一来，#1主变变低侧CT所测得二次电流因CT饱和后开始衰减，而变高侧CT测得二次电流随着一次电流线性增加，变高、变低两侧就会产生很大的差流，造成#1主变差动保护的误动作。
3.2 两起单主变跳闸导致10kV母线失压对比分析
110kV永宁站由于单主变运行，#1主变跳闸后，导致35kV、10kV母线失压，而配网结构无法进行合环操作，将永宁站负荷转移至其他变电站10kV母线上，无法通过10kV馈线的倒供电恢复10kV母线运行，影响对用户的供电，降低了供电可靠性。而塘口站10kV石场线F04线路可以与110kV长兴站10kV长工乙线F17线路构成环网运行，将负荷转移至长兴站10kV母线上供电，减少用户停电，增加供电可靠性。
4 防范措施
4.1 二次进线橡胶套部件风化、老化防范措施
1）如无二次进线橡胶套备件，结合停电采取临时措施，对橡胶套开裂部位用绝缘胶布包扎严密，然后再采用玻璃胶封堵。
2）变电站单主变运行的考虑增容扩建计划，待该变电站具备N-1运行方式时，立项对#1主变进行大修，同时准备备件更换所有老化的二次进线橡胶套。
3）对于运行时间长久的主变，要关注其二次进线橡胶套部件的风化、老化程度，以及关注主变及各侧开关端子箱、机构箱二次线缆的防小动物封堵情况。
4）二次接线盒的导线出入口填充防火泥，作为防小动物入侵的第二道防线。
5）对于新建、扩建、技改主变等工程，这类导线严禁采用带塑料护套管，应采用纯金属波纹管，以防止老化穿孔。
4.2 变压器区外故障CT饱和防范措施
1）对不满足运行要求的变压器CT进行更换，采用变比更高的CT，确保该变电站变压器区外故障时CT不至于饱和且该二次电流值大小不影响正常的继电保护装置动作。
2）降低CT的二次负载，避免随着CT二次负载的增加导致励磁电流增大而使铁芯饱和。
3）增加CT抗饱和能力，如借用主变比率差动保护中CT饱和判据正确区分故障类型是区内故障还是区外故障。
4.3 主变跳闸10kV母线失压防范措施
1）变电站单主变运行的考虑增容扩建计划，扩建至双主变运行，一台主变跳闸，失压母线可经10kV分段开关由另一台主变供电。
2）配网采用闭环设计、开环运行的供电方式。正常运行时，联络开关都是打开的，以保证配电网的辐射状运行情况。当某个10kV母线、开关或馈线需要检修或发生故障时，该10kV母线、开关或馈线上的多电源供电的负荷就可以进行负荷转移，通过合环操作，转移到与之相连的其他10kV母线或馈线上，从而减少用户停电，大大增加供电可靠性。
4.4 提高运行人员处理事故跳闸能力措施
1）运行人员熟悉设备事故跳闸应急预案，熟悉所管辖变电站哪些是单主变运行、不满足N-1运行方式要求的，清楚变电站10kV母线是否可以由10kV馈线倒供电。
2）按要求开展应急演练，提升运行人员事故处理和应急抢修的能力。
5 结束语
通过对两起变电站单主变运行跳闸事件的分析，针对其故障原因及存在问题提出切实有效的防范措施，以减少该类事件的发生，保持电网的安全稳定。随着用户对供电可靠性要求的不断提高，可以合环操作进行负荷转移的双电源或多电源配网结构必然是未来发展的趋势。
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论文作者:谢振邦
论文发表刊物:《电力设备》2018年第18期
论文发表时间:2018/10/1
标签：母线论文; 瓦斯论文; 电流论文; 变电站论文; 橡胶套论文; 继电器论文; 永宁论文; 《电力设备》2018年第18期论文;