近区故障引起110kV变压器损坏的故障分析及防范措施.pdf

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1、产品与解决方案近区故障引起ll0kV变压器损坏的故障分析及防范措施吴玉硕赵杰2杨志华2(1．甘肃省电力公司电力科学研究院，兰州730050；2．甘肃省电力公司调度中心保护处，兰州730050)摘要本文针对一次主变低压侧馈线电缆终端头击穿引起三相短路故障，电流互感器严重饱和，传变失真，造成一台变压器低压绕组损坏的事故，进行事故调查，分析研究，提出相应的防范措施。关键词：近区故障；变压器；防范措施本文针对系统容量的不断增大或电网结构变化后柜门受短路电流冲击，向外突出变形，柜内出线等原因，电力系统中某些变电站的6~35kV低压侧电缆头三相分支引

2、线绝缘全部烧毁，电缆头分支引馈线发生近区故障，会出现特大的短路电流，超过线A、B相有明显短路烧伤痕迹，柜内避雷器三相额定电流的100(工频)以上，大大超过所用电流全部烧毁，零序CT烧毁，手车开关下触头绝缘护互感器10％误差所允许的电流倍数，电流互感器严套管烧伤变形。重饱和【lJ，传变失真，影响到继电保护动作的性能；2事故原因调查分析电气主设备承载能力差，抗短路电流能力较差，不能满足运行要求；主变后备保护整定对35kV和2．1保护检查情况10kV母线及出线近区短路切除时间较长等原因进1)1号主变本体重瓦斯保护动作出151，l101、行分析，

3、并提出相应防范措施。101开关跳闸；1号主变差动保护、高后备保护、低后备保护均起动；综合分析保护装置报告、故障录1事故经过波数据及当地监控系统信息，确证首先是10kVI段运行方式：110kVI段、II段母线并列运行，A相接地，1分28秒后发展为ABC三相短路故障。两台主变分列运行，100母联热备用状态。2012年2)l号主变保护装置、10kVxxx路线保护装7月12日22时40分，110kV某变电站10kVI段母置进行了检查，装置运行正常，保护动作行为正确。线接地，22时42分，10kVxxx路线过流II动作，10kVXxx路线二次回路破

4、坏严重，电流互感器本开关跳闸；重合闸动作，开关合闸；电流加速段动体二次回路接线线芯绝缘损坏，线芯全部裸露。作，开关跳闸。22时42分1号主变本体重瓦斯动2．2电气试验情况作，跳开1101、101开关。1)变压器变比试验。运行档位高压侧绕组BC与低压侧绕组bc变比误差为5．3％，远远大于规程中变比误差不超过±0．5％的要求。2)变压器绕组直流电阻试验。10kV绕组直流电阻a相与b相互差为7．6％、a相与c相互差为18．6％、b相与C相互差为27．6％，大于规程中各相电阻互差2％的要求。3)绕组变形测试。10kV绕组C相与A、B两相有明显差异

5、。图14)变压器本体色谱及瓦斯气样分析存在异常，事故发生后检查设备：10kVXXX路线开关柜其结果见表1。76f囊l_I麓纛2013年第1o期产品与解决方案过渡过程很短，电流互感器迅速深度饱和不能正确4)电缆终端头质量较差，制作工艺不符合规范，传变短路电流致使线路故障不能瞬时切除，是导致缺乏有效管控措施。事故后对部分电缆头进行解剖，1变压器低压绕组损坏的主要原因。经过分析，电缆损坏的原因主要有以下两点，一是电缆终端本身质量存在问题，应力锥部位收缩不均匀，存在空气间隙。二是电缆终端制作工艺存在问题，如半导体端部不倒角、电缆绝缘层划伤等。当电

6、缆在正常运行过程中，这些缺陷会逐步发展，遇到电压升高时，会造成绝缘击穿，形成相问短路。5)在设备选型方面，电流互感器应按照各回路的最大短路电流和额定工作电流的比值在合理范围图4电流互感器原理图内，以保证保护用电流互感器的工作精度[5]。保护用电流互感器实际上是在超过额定电流许多倍的短2)1号变压器为2006年8月生产的产品，其型号为SZ10．50000／110，于2007年6月30日投运，路电流流过一次绕组时，互感器才有效工作，向二投运以来，每年对其进行一次色谱周期性分析，在次传递信息。而我们对电流互感器变比的选择，特2009年3月期间，

7、根据国网公司《输变电设备状态别是在大电流下的传变特性比较模糊，导致保护选检修试验规程》要求，对其进行了第一次例行试验用电流互感选型错误。本次事故就是在特大短路电和检查，未发现变压器内部存在任何异常，一直处流下，迅速抗饱和，电流传变失真，线路保护拒动，于安全稳定运行。本次某10kVXXX电缆发生三相扩大事故。短路，通过故障录波分析，1号变压器10kV绕组通3防范措施过的短路电流为18．102kA，持续时间1．743s。调阅本变压器相关技术协议，协议中明确规定，某某变1)严把设计图纸审查关，确保主要设备的选型10kV系统短路水平为50kA，在

8、4s持续时间内各部正确，使所用设备满足运行需求。根据各变电站实位无损伤和明显变形。在实际短路电流远小于系统际短路容量，重新校核现有电流互感器保护级的性短路水平，且持续时间不足2s的情况下，10