龚炳林，沈龙保，黄龙林，刘银河

(1.中盐江西兰太化工有限公司，江西 新干 331302；2.江西省新干县窑里水库管理局，江西 新干331314；3.中盐新干盐化有限公司，江西 新干 331302)

110 kV主变压器差动保护跳闸故障分析

龚炳林1，沈龙保2，黄龙林3，刘银河3

(1.中盐江西兰太化工有限公司，江西 新干 331302；2.江西省新干县窑里水库管理局，江西 新干331314；3.中盐新干盐化有限公司，江西 新干 331302)

对近期发生在某化工企业的一起电气故障进行了分析，根据差动保护的动作原理和保护对象，综合110 kV主变压器跳闸故障的发生概况，对故障点进行了快速查找，并阐述了故障的查找方法以及处理方案。

密封受损；短路放电；绝缘处理；密封改进；防范措施

2014-07-13，某化工公司发生了一起变压器差动保护跳闸的故障，导致该公司双氧水厂停电停产，给企业的生产经营造成了严重的损失。

1 事故概况

当天，该化工公司所属的氯酸钠厂和双氧水厂正在正常生产。16:00左右，突降暴雨，导致地面形成大量积水，因水量超限，造成排水不畅，大量积水影响生产生活及公用设施的正常运行。雨停后0.5 h，发生双氧水厂停电停产事故。当班电气运行人员及时查明4号主变压器跳闸，其综合保护装置后台报警显示为差动保护动作跳闸。

2 故障查找

此4号主变压器是双氧水厂的专用降压变压器，型号为SF9-6300/110，电压变比(kV)：110±2×2.5 %/10.5。该变压器的一次侧接该公司的110 kV工厂变电站，而变压器的安装位置在距此变电站大约30 m的双氧水110 kV降压站内，其二次侧负荷为双氧水厂的4台配电变压器和8台10 kV高压电动机，变压器的正常平均负荷率为80 %左右，属于较理想的匹配方案。技术人员通过询问电气运行人员，初步了解该故障的简要经过，并查看相关的110 kV侧综保后台记录和保护装置的报警记录，均显示为差动保护动作跳闸，而10 kV侧的保护装置未动作。

根据差动保护原理、保护对象及性质，初步判定故障在4号主变压器本体内部及其二次侧出线总断路器(保护装置)前的范围。在按有关安全操作规程办理了检修工作手续后，随即开始故障排查。

由于现场条件有限，缺乏专用电力测试仪器，所以采用2 500 V兆欧表和万用表测量相结合的方法来粗略分析和判定。

断开变压器一次侧和二次侧的主开关(断路器)，即所有电源和负荷连接断开，只保留了一次侧的连接线和二次侧的连接母线槽。使用2 500 V兆欧表测量结果为：变压器的110 kV绕组相对地不小于2 500 MΩ，相与相之间为通路，判定为正常；10kV绕组相对地大于10 MΩ，判定为异常；相与相之间为通路，判定为正常；变压器的110 kV绕组对10 kV绕组，绝缘电阻不小于2 500 MΩ，判定为合格。

使用万用表测量结果为：变压器的110 kV绕组相对地为开路，相与相之间为通路，判定为正常；10 kV绕组相对地为1 000～2 000 kΩ之间的一定大小的电阻，判定为异常；相与相之间为通路，判定为正常。

根据上述测量结果，初步判断为变压器二次侧绕组及与之相连接的二次侧母线槽存在问题。由于母线槽与变压器之间用一组软连接铜带相连，这些连接固定螺栓暴露在空气中，腐蚀严重，拆下这些螺栓很费时。于是，检修人员决定先不拆开这些连接，而是先着手直接检查母线槽。

此母线槽属于简易的箱型封闭式母线槽，据了解，该母线槽在工程建设期间是先现场组装，再分步安装的。检修人员着手逐一拆开其盖板，检查其内部各部件的完好情况。当全部拆开盖板后，在第1块盖板下面，即距变压器软连接铜带最近处，发现A，B 2相母线铜排有短路放电烧伤的痕迹，并且2根铜排都被放电烧伤，分别形成了1个缺口。此外，给三相母线铜排起固定和绝缘作用的一块水平安装的环氧树脂绝缘板也伴有放电烧黑现象，并且还产生了细微的裂缝，该绝缘板上还留有少许水珠。从此处检查母线槽内部，直到10 kV总开关的其他各处，均未发现其他异常现象。

3 分析处理

3.1 原因分析

据以上的检查情况分析，由于对封闭式母线槽起固定和绝缘作用的绝缘板存在短路放电的条件，导致母线槽的2相母线短路放电，这是引起这起主变压器差动保护动作的直接原因；引起绝缘板短路放电的直接原因是绝缘板上的水珠。经观察，水珠的产生是由于母线槽的终端垂直封闭板与水平布置的矩形母线框的连接处漏水。这个连接处原来用橡胶辅以密封胶密封，但这些密封材料长时间经风吹日晒和雨淋老化了，失去了应有的密封作用，在遇到暴雨后，猛烈的雨水由密封破坏后的连接缝渗漏进入了母线槽内。雨水作为导电介质，在水平绝缘板上使母线的相间短路。由于这块绝缘板的安装存在一定的水平度差异，使处于较低处的2相母线之间积水；而处于相对较高处的2相母线则因为没有积水，故未发生短路。

3.2 处理措施

3.2.1 处理方案

针对此故障，检修人员开始进行处理。处理的最终目的是消除绝缘板积水，从而彻底消除短路故障隐患。由于化工企业对意外停电要求很严格，不允许停电时间过长。为争取尽早送电，决定此项故障处理方案分2步进行：第1步，用最快的速度清除水平绝缘板上的积水，并将该绝缘板清洗干净，同时将垂直密封板的密封进行更换，阻止雨水渗入；第2步，待有停电检修机会时，再作进一步的处理，即改进现有母线的末端绝缘与固定方式，取消水平绝缘板，对母线进行固定和绝缘密封。

3.2.2 处理过程及效果

处理时，检修人员在擦干绝缘板后，当即用工业无水乙醇对水平绝缘板进行清洗，并用密封胶对垂直密封板的接缝进行密封处理，使之在遇到暴雨时不再进水。实践证明，第1步的处理很成功。按这种方案，在停电不到2 h就处理完毕。再测量绝缘电阻，其阻值不小于2 500 MΩ，绝缘合格，随即将变压器送电，一切正常，很快恢复了双氧水厂的正常生产。在1个月后的计划停产检修中，检修工作人员又抓住停电的有利时机，按原定计划实施了第2步处理方案，即将原有水平安装的绝缘板拆除，加装一种更为可靠的垂直安装的绝缘板，对三相母线铜排起到了进一步的固定和绝缘作用；同时，还对母线槽内的其他支持绝缘子进行了检查、清扫、擦拭和测试，排除了一些可疑点，从而彻底解决了因暴雨造成母线槽短路放电跳闸导致停电，进而威胁工厂生产运行的安全问题。

4 防范措施

针对这起由于母线槽绝缘板积水引起母线短路放电，导致变压器差动保护动作跳闸的故障，该公司电气技术人员对涉及到的电气设备进行了一次全面的检查，着重检查绝缘板的运行状况，及时彻底地处理了潜在的异常问题，消除了故障隐患，确保了电气设备的正常运行。

1 任小建，刘太华．微机变压器差动保护常见运行事故分析[J]．智能电气及综合自动化，2012(6).

2014-10-28。

龚炳林(1963-)，男，工程师，主要从事电气及自动化设备技术工作，email：gongbh68@163.com。

沈龙保(1959-)，男，工程师，主要从事电气及自动化设备技术工作。

黄龙林(1969-)，男，工程师，主要从事电气及自动化设备技术、采卤生产管理等工作。

刘银河(1973-)，男，工程师，主要从事电气及自动化设备技术工作。