220千伏城西变1主变差动保护动作故障处理分析报告

1、220 千伏城西变#1 主变差动保护动作故障处理分析报告温州公司一、故障概述2023 年 06 月 24 日 13：53:36，城藤鹿 3817 线保护动作，220 千伏城西变#1 主变第一套、其次套差动保护动作，35 千伏母差保护动作，城藤鹿3817 线开关跳闸，#1 主变三侧开关跳闸，35 千伏 I 段母线上的开关均跳开。故障发生时，现场天气雷雨，当日站内没有检修工作。二、故障前运行方式220 千伏城西变 220 千伏双母接线方式，110 千伏和 35 千伏为单母线分段构造，故障前#1 主变三侧开关、#2 主变三侧开关、白城 4U81 线、白西 4U84 线均运行，城慈 2360 线、西慈 2475 线热备用状态， 220 千伏母联开关运行；110 千伏单母分段接线方式，110 千伏母联开关运行；35 千伏单母分段接线，35 千伏母分开关热备状态。运行方式详见图 1。图 1 城西变主接线图10三、设备信息#1 主变型号：SFSZ9-240000/220，2023 年 12 月生产，西安西电变压器有限责任公司产品，2023 年 12 月投运，最近一次检修时间是2023 年 5 月。#

2、1 主变 35 千伏隔离开关柜型号：ASN1-40.5，2023 年 6 月生产， 库柏宁波电气产品，2023 年 12 月投产。最近一次检修时间是 2023 年 1 月，见图 2；最近一次带电检测时间是 2023 年 6 月， 数据无特别，见图 3。图 2.2023 年 1 月检修工作票四、检查处理状况图 3.2023 年 6 月检修工作票1、保护动作信息13 时 53 分 36 秒 727 毫秒， 城藤鹿 3817 线保护启动，747 毫秒城藤鹿 3817 线相间距离I 段保护动作，跳开城藤鹿 3817 线开关，动作信息见图 4。13 时 53 分 36 秒 727 毫秒， #1 主变第一套、其次套保护启动，828 毫秒#1 主变第一套、其次套纵差保护动作，跳开#1 主变 220 千伏、110 千伏、35 千伏侧开关，动作信息见图 5。13 时 53 分 36 秒 734 毫秒，35 千伏母差保护启动，871 毫秒 35 千伏母差保护I 母差动动作，跳开 35 千伏 I 段母线上全部开关#1 接地变、#1 电容器、城华 3813 线、城藤鹿 3817 线、#1 电抗器、#3 电容器

3、，动作信息见图 6。图 4.城藤鹿 3817 线保护动作信息图 5.主变第一套、其次套保护动作信息2、一次设备检查图 6.35 千伏母差动作信息现场检查#1 主变 35 千伏进线桥架处无渗水痕迹，#1 主变 35 千伏进线桥架水平局部未觉察绝缘击穿痕迹见图 7。#1 主变 35 千伏隔离开关柜母线仓、隔离手车仓泄压盖板翻开见图8。#1 主变35 千伏隔离开关柜内下穿进线母排烧损见图 9，#1 主变隔离手车A、B 相触头被熏黑见图 10，主变进线母排与母线之间的两块绝缘隔板间冲开见图 11，母线仓与电缆仓之间金属隔板冲开见图 12。#1 主变 35 千伏开关柜和隔离开关柜内加热器工作正常，下柜仓无放电受损痕迹，气溶胶正常未动作。图 7.#1 主变 35 千伏进线桥架处无渗水痕迹图 8.#1 主变 35 千伏隔离开关柜母线仓、隔离手车仓泄压盖板翻开图 9.#1 主变 35 千伏隔离开关柜内进线母排烧损图 10.#1 主变隔离手车图 11.主变进线母排与母线之间绝缘隔板冲开图 12.母线仓与电缆仓之间金属隔板冲开3、开关室运行环境检查35kV 开关室底部电缆架空层无进水受潮痕迹，运行状况良好

4、见图 13；1#主变 35kV 穿墙套管内外两侧密封良好，无进水受潮痕迹见图 14；开关室内设置了两台工业除湿机，均正常工作见图15；1#主变 35kV 隔离手车柜内温湿度把握器与加热器均正常工作见图 16。图 13.35kV 开关室底部电缆架空层图 14.1#主变 35kV 穿墙套管内外两侧密封良好图 15.开关室内设置了两台工业除湿机图 16.1#主变 35kV 隔离手车柜内温湿度把握器与加热器均正常工作4、处理状况1#主变油样分析无特别；对熏黑的 1#主变进线隔离手车柜擦拭处理，耐压试验正常。更换 1#主变进线隔离手车柜触头盒、支柱绝缘子、绝缘隔板，修复 1#主变进线隔离手车柜内下穿引线及母线绝缘外层。对 35kVI 段B 相母线进展耐压试验，加压至 60kV 时 35kV 母分开关柜上触头盒绝缘击穿，更换 35kV 母分开关柜触头盒后耐压试验正常。对 1#主变 35kV 穿墙套管至 1#主变隔离柜上触头进展耐压试验，加压至 40kV 消灭支柱绝缘子外表或铜排对绝缘隔板明显放电现象，用酒精屡次擦拭后绝缘未有明显改善，需对进线桥架绝缘件进展全部更换处理。6 月 25 日对 1#主变

5、 35kV 低压侧户外母排拆断隔离后，复役 1#主变及 35kV I 段母线。打算6 月 28 日更换 1#主变 35kV 进线桥架支柱绝缘子及绝缘隔板。五、缘由分析依据设备检查状况以及保护信息，故障分三个阶段，动作时序见图 17。734ms800ms828ms862ms912ms35k母V 线保护启动。 #1主变35k隔V 离柜引下线处AB三C 相接地短路。#1主变第一、二套保护动3作5k母V 线保I母护差动跳高、中、低三侧开关。 保护动作。35kV母I上全部间隔开关分闸。202年06月24日13时53分36秒72毫7 秒至此故障点被切除727ms747ms830ms881ms城藤3鹿81线7AC相间接地短路； 城藤3鹿81线7 保护动#1主变第一、二套保护启动；807ms城藤3鹿81线7 开关分闸。#1主变35k引V 下线B相处#1主变高、中、低三城藤3鹿81线7 保护启动。作跳381线7 开关。图 17.动作时序图对35kV母I母C排相放电。侧开关分闸。第一阶段：13 时 53 分 36 秒 727 毫秒至 800 毫秒，城藤鹿 3817 线 5.7km 处发生 AC 两相相间短

6、路接地故障，城藤鹿 3817 线相间距离I 段保护动作跳城藤鹿 3817 线开关。雷电信息系统查询：6 月 24 日， 13:53，城藤鹿 3817 线线路跳闸前后 5 分钟线路走廊半径 3 公里共有82 个落雷记录，最大落雷电流为 76.5kA，城藤鹿 3817 线开关柜内避雷器A 相计数器动作,35kV I 段母线A、C 相避雷器计数器动作。分析过程如下：13 时 53 分 36 秒 747 毫秒，城藤鹿3817 线路保护相间距离I 段动作，故障测距 5.7km。依据#1 主变 35kV 侧和 35kV 母线保护内波形分析见图 18、图 19，主变保护仅启动，未动作。35kVI 母B 相电压上升至故障前 1.5 倍故障前二次电压60V，一次电压21kV，故障后二次电压 90V，一次电压 31.5kV，AC 两相电压降低，且主变低压侧AC 两相电流大小相等，方向相反有效值约 2A，变比 2500/1， 一次电流值为 5000A。城藤鹿3817 线路AC 两相相间短路接地故障特征城藤鹿 3817 线故障电流有效值约 4.47A，变比 1200/1，一次电流值为 5364A；#1 主变

7、35kV 侧故障电流有效值约 2.05A，变比2500/1，一次电流值为 5125。图 18.#1 主变故录低压侧波形图图 19. 35kV 母线保护波形图间隔 6 为城藤鹿 3817 线，间隔 7 为#1 主变 35kV 侧其次阶段：13 时 53 分 36 秒 800 毫秒至 830 毫秒，因 35 千伏I 母B 相电压抬升造成#1 主变低压侧隔离柜内进线引下线处B 相经相间绝缘隔板对AC 相铜排放电，造成ABC 三相短路接地故障。故障点在#1 主变保护区内，35kV 母线保护区外，故#1 主变差动保护动作， 跳#1 主变各侧开关。分析过程如下：结合#1 主变故录高、中压侧电压、电流波形分析见图 20， 此时低压侧故障电流为高、中压侧故障电流之和，折算低压侧一次值为 18907A，且电压、电流波形为典型的三相接地短路故障特征，低压侧三相电压降低至 0V，电流降低至接近故障前负荷电流，因此判断故障点在#1 主变低压侧流变的前端，现场检查觉察除#1 主变低压侧ABC 三相引下线下穿到隔离柜支柱瓷瓶处有明显电弧放电痕迹外见图 21，主变低压侧户外母线桥、桥架水平布置局部均无放电痕迹，可以

8、确定柜内故障起始于#1 主变 35kV 隔离柜进线引下线处， 此处ABC 三相短路接地故障造成#1 主变第一、二套保护区内纵差保护动作，跳开主变三侧开关。图 20.#1 主变故录各侧电压电流波形图图 21.#1 主变低压侧隔离柜引下线故障点中间隔板已取下第三阶段：13 时 53 分 36 秒 830 毫秒至 912 毫秒，#1 主变低压侧ABC 三相短路拉弧造成引下线仓气体膨胀，冲开主变引下线母排与1母线之间绝缘隔板，导致#1 主变隔离柜内B 相引下线与 35kVI 段母线C 相短路见图 22。35kV 母线保护I 母区内故障，跳开 35kVI 母上全部间隔。分析过程如下：图 22.#1 主变隔离柜内短路点现场检查觉察#1 主变隔离柜内引下线母排与 35kVI 段母线之间的两块绝缘隔板拼接处的下部被冲开，35kVI 段C 相母排热缩盒被冲开，C 相母排有明显放电痕迹。结合#1 主变故录低压侧电流及 35kV 母线保护内波形分析见图 23、24，#1 主变纵差保护动作后，在主变各侧开关跳开前，#1 主变保护及 35kV 母线保护内主变低压侧 C 相电流突然增大有效值约 7A，变比 2500/1，一次电流值为 17500A， 且低压侧AB 两相电流接近 0A，高中压侧电压、电流特征无明显变化。结合上述分析推断,二阶段故障引起

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