220 kV Substation Main Transformer Non-Electrical Quantity Misoperation Event Analysis
According to a 220 kV substation No. 1 main transformer circuit two grounding, so that the non-power trip circuit open, resulting in the main transformer three-side switch events are analyzed in detail, this paper analyzes the process and reason of the event from many aspects. Firstly, the time of the incident and the situation of field investigation are summarized, then, the process of two-point grounding of non-power loop is analyzed according to the condition of main transformer, according to the non-electric protection characteristics of 220 kV main transformer, the corresponding preventive measures are put forward.
Main Transformer
非电量保护是变压器保护的一个重要组成部分,是对常规保护的有效补充。非电量保护在主变运行过程中,发挥了反应油面是否降低、油温是否过高、绕组温度是否过高以及油箱内压力及冷却系统是否故障等现象,受外界环境因素影响较大,故其动作正确率较低。本文以一起变电站非电量保护事故进行分析,表明事故原因。
轻瓦斯保护:当变压器内部发生轻微的故障时,可能会产生少量气体,这些气体会逐渐聚集在瓦斯继电器中。当气体量达到一定阈值时,轻瓦斯保护会发出警报信号。
重瓦斯保护:如果变压器内部出现严重的故障,如绝缘击穿或短路,会产生大量的气体并伴随油流冲击。此时,重瓦斯保护将动作,切断变压器电源以防止事故扩大。
变压器运行过程中,油温是一个重要的监控指标。通过安装在油箱内的温度传感器来实时监测油温。一旦温度超过设定的安全限值,保护系统将启动冷却装置或者发出报警信号,必要时还会切断变压器电源。
类似于油温保护,但这里是直接测量变压器绕组的温度。这是因为绕组过热可能导致绝缘材料老化甚至破坏,影响变压器寿命和安全性。
油位对于油浸式变压器来说至关重要。如果油位过低,可能会导致变压器内部元件暴露在外,增加故障风险。因此,使用液位开关或其他传感器来监控油位,并在异常情况下采取相应措施。
通过对上述各种非电量参数的持续监测,可以提前发现潜在问题,提供早期预警,使运维人员能够及时采取预防性维护措施。
在检测到任何危险状况后,非电量保护系统能迅速做出反应,例如触发断路器跳闸,从而有效避免更严重的故障发生。
非电量保护为变压器提供了额外的安全层,增强了其应对突发情况的能力,有助于维持电力系统的稳定性和可靠性。
2023年某日,某220 kV变电站1号主变三侧开关出口跳闸,无保护动作,事故造成10千伏#5母线失压,故障发生时站内无检修工作及倒闸操作
1号主变本体及三侧开关未见异常。打开压力突发继电器接线盒时有水流出。
主变本体及三侧开关未见异常,变压器油化试验合格。
经检查1号主变两套保护装置无保护动作报文,保护未动作。
跳闸前某时间段,该变电站直流I母正接地
现场对其他二次设备进行检查,发现主变本体智能组件柜内调压重瓦斯跳闸硬压板上端有金属块搭在上面且与柜内金属地板连接
直流绝缘监控装置显示U:227.7 V、U+:0.9V、U−:−226.8 V、R+:0.7 k、R−:999.9,因U+、R+值几乎为0,可判断为直流正极金属性接地。
如图6所示,为主变非电量保护回路图,5QDM为回路正电源,5KLP1为本体重瓦斯压板,5KLP2为调压轻瓦斯压板,光纤配线箱右端光缆接地金属板掉落至1号主变本体智能组件柜内调压重瓦斯跳闸硬压板5KPL2上端接地
图6. 非电量保护回路图
综合以上分析可知,该1号主变跳闸事件的原因为:该1号主变本体压力突发继电器接线盒信号电缆从变压器顶端槽盒穿过接到本体端子箱,对电缆进行保护的金属波纹管从槽盒接到本体压力突发继电器接线盒处,且接线盒密封良好
该1号主变本体压力突发继电器连接处二次电缆波纹管符合反措中需采取雨水沿外壁倒灌的措施,但该主变为2014年投运,设计时未采取加装防雨罩措施,检修时因变压器出厂时未预留防雨罩安装固定螺口未同步加装防雨罩,导致雨水可能沿二次电缆入口或某处破损处渗漏进入波纹管内部,灌或积水引起的水汽造成1号主变压力突发继电器接线端子锈蚀接地。
直流接地缺陷均应纳入危急缺陷进行管理,当系统发生直流接地时,检查定位接地点位于控制回路或可能引起跳闸的重要信号回路时,应申请主动停运方式进行下一步查找,防止处置过程中引起设备误动