张伟军

摘要：220kv变压器低压侧异相两点同时接地事故较为少见，而不同接地点中一点在变压器差动保护范围外、一点在差动保护范围内并引起变压器差动保护动作跳闸的事例更为少见也更加容易造成误判。对220kv电网中的一起典型事故做了详细分析，借助故障数据描述了事故时的故障现象，指出了对于此类故障的分析思路，对变压器低压侧复杂事故的分析和判断具有指导意义和参考价值。

1变压器差动保护动作

2005年4月9日7：03，某山区变电站一台正常运行中的220KV自耦变压器差动保护动作，跳开主变三侧开关，造成供电负荷损失。事故变电站电气接线如图1所示。

事故后主变保护装置动作信号：#1主变保护屏发“Ⅰ差动”、“Ⅱ差动”、“Ⅰ-Ⅱ差动”动作信号，操作箱上跳闸指示灯亮，220KV、110KV故障录波器启动，220KV4846线路保护启动。

2跳闸原因分析

由于检查后没有发现主变本体有明显故障点，差动保护范围内的主变三侧引线等一次设备也没有明显的故障点，维护人员在对主变及站内其它一次设备检查后也未能发现故障点，那么，主变差动保护是误动吗？根据现场情况，参照线路保护及主变保护装置的故障录波报告，确定分析思路：①故障发生在变压器的哪一侧？②主变三侧电压是否有突变？是否有零序电流？③是单相故障、相间故障还是相间接地短路故障？④找出故障点。

首先，分析4846线路保护故障录波报告，主变跳闸时4846线路保护装置启动，保护装置的故障录波图反应B、C相发生短路，B、C两相电流增大，并且B、C两相电流相位相反，故障持续时间约三个周波60ms。但是线路三相电压对称并且没有明显降低，线路保护未动作。据此可以初步断定220Kv线路没有发生故障，主变差动保护动作不是由220Kv侧故障引起。

排除了主变高压侧故障可能性，对微机主变保护装置的故障录波报告进行分析发现：

1）主變保护装置录波报告显示主变保护c相差动保护动作，主变差动保护CPU1的录波数据显示c相差动电流3.13A，制动电流2.55A，主变A相差动电流为0.03A，制动电流11.67A，B相差动电流为0.14A，制动电流为0A。主变差动保护CPU1、CPU2及CPU3的录波报告。

2）主变保护装置CPU1 CPU2 CPU3的瞬时值录波报告，数据反映在主变差动保护动作瞬间，高压侧2801开关A相电流基本无变化，但是B、C两相电流明显增大，其中B相电流由正常时的0.7A增大到5.1A，C相电流由正常时的0.8A增加到4.5A，并且B、C两相电流相位相差近180度，故障持续时间约60ms，即高压侧感受B、C相发生短路。比较可见，主变保护装置采样报告数据与4846线路保护故障录波报告是吻合的，反应的故障状况是一致的。

3）分析主变中压测电流瞬时值数据可以发现，当主变保护动作跳闸时，主变中压测110KV501开关三相电流完全对称，仍为正常负荷电流。110KV故障录波器反映三相电压也对称，没有异常，因而判断主变中压测110KV系统无故障。可以推断的是，由于该台变压器中压测无电源，因而501开关不提供短路电流，否则中压侧B、C相电流在故障时也应该增大。

4）分析主变低压侧电流瞬时值数据，可有发现低压侧35KV301开关A相电流基本无变化，保持正常负荷电流。但是B相电流由负荷电流1.5A增至最大13.9A，同时C相电流由正常负荷电流1.6A增至最大2.6A。可以计算出在同一采样时刻出现零序电流（差动保护CPU1采样值）CPU2 CPU3的采样数据反映完全一样的趋势。根据主变低压侧B、C两相电流瞬时值同时增大并且相位相同，初步判定主变35Kv侧发生了B、C两相两点同时接地短路。

5）如果推断主变35 Kv侧发生B、C两相同时接地短路，那么理论上应有Ib3=Ic3，如何解释B、C两相电流的数值大小不等呢？分析认为，Ib3与Ic3不等的原因与主变35KV系统接地点位置有关，定性分析可以确定35KV系统的两个接地点中一个在变压器差动保护范围内部，另一个在差动保护范围外部。

定性分析认为，主变35KV出线B相的接地点在主变差动保护范围之外，因此B相的接地电流对主变差动保护来说只是穿越性电流，由于全部接地短路电流都穿越主变保护电流B相到CT，因此在保护录波图上反应B相电流最大，达到13.9A但是B相差动电流却近乎为零，因此主变B相差动保护部动作。而主变35KV出线C相的接地点在主变差动保护范围之内，因此C相的接点电流对于主变差动保护来说就是差动电流，但是由于另有B相同时接地，C相CT中的部分接地短路电流被B相接地点分流，因此C相CT测量到的差动电流大大减小，仅有3.13A，然而这个电流已经大于C相差动保护动作电流整定值2A，因此主变C相差动保护动作。

事故后对一次设备反复检查，最终发现并确认故障点在35KV的B、C相，其中B相故障点在差动保护外，位于35KV出线上，B相线路对地放电引起短路，所以主变B相差动保护未动。C相故障点在差动保护范围外，位于主变35KV侧套管上，在C相套管底部发现明显放电点，主变C相差动保护动作切除故障。

3历史故障对上述定性分析的支持

2003年5月26日23时41分25秒975毫秒，同一变电站的同一台主变在运行中突然跳闸，跳闸信号显示主变比率差动保护动作，分析录波数据发现主变B相差动保护动作跳闸，当时的故障录波数据所示。

事故后技术人员对主变本体及相关线路进行仔细检查，最终发现引起主变差动保护动作跳闸的两个故障点，一点在主变本体35KVB相避雷器上，检查发现B相避雷器烧坏，另外一点在35KV线路A相上，线路对树木有点放电，因此确定事故原因是主变35KV系统发生了A、B两相异相两点同时接地。

4变压器低压侧异相两点接地分析结论

分析历史数据，可以发现事故时Ia3电流急剧增大，但Ib3电流增发并不明显，尤为显著的是Ia3电流相位和Ib3近乎相同。同样，进一步分析Ib3电流和Ic3电流，可以看出事故时lb3电流急剧增大，但Ic3增大并不明显，尤为显著的是Ib3电流相位和Ic3近乎相同。

因此对主变差动保护而言。当中性点不接地的35KV系统发生异相两点同时接地短路并且一点在主变差动保护范围内、一点在差动保护范围外时，可以断定低压侧短路电流相位近乎相同的两相就是故障相，而且差动电流小的那一相的故障点在变压器差动保护范围内部，差动电流大的那一相的故障点在变压器差动保护范围外部。这一结论对分析判断变压器低压侧中性点不接地系统异相两点同时接地短路故障具有指导性意义。