一起110千伏变压器中性点零序CT故障分析

一起110千伏变压器中性点零序CT故障分析
  摘要:通过对一起110千伏变压器中性点零序CT发生喷油故障后相关保护动作行为的分析,综合考虑变压器中性点接线及保护等方面的相互配合情况,出变压器中性点接线存在的问题,提出相应的整改对策和防范措施,确保电网设备的安全稳定运行。
瞬时速度中心        关键词:变压器;中性点;零序CT;零序保护
        一、引言
        电力变压器是电力系统中的重要设备,其安全运行关系到整个电力系统能否连续稳定地工作。其中性点与大地之间的电气连接方式,按照运行的需要大致可分为两类:中性点有效接地和中性点非有
        效接地。中性点有效接地方式包括中性点直接接地和经低电抗、低电阻接地;中性点非有效接地方式包括中性点不接地、经消弧线圈接地和经高电阻接地。中性点接地方式的选择是一个综合性的技术问题,涉及电网的安全可靠性、经济性;同时直接影响电网设备的绝缘水平、过电压水平、电网供电可靠性、继电保护方式、通信干扰、人身及设备安全等方面,是电力系统实现安全与经济运行的技术基础[1]。
曝气头        中性点直接接地的电力系统发生单相接地故障时,中性点电位仍为零,非故障相对地电
钢结构轻型楼板压基本不变,因此电气设备的绝缘水平只需按电力网的相电压考虑,可以降低工程造价,由于这一优点,我国110千伏及以上的电力系统基本上都采用中性点直接接地方式[2]。但是不是所有的110千伏及以上电压等级的变压器中性点都要直接接地,因为考虑到系统短路容量的问题,如果全部接地系统短路容量太大,断路器切很难断故障电流,因此要部分直接接地,不接地的变压器中性点要采取间隙保护措施,间隙一般串联电流互感器,当间隙放电时用零序电流来启动变压器后备保护,跳开各侧断路器,保护变压器。笔者以某110千伏变电站变压器中性点零序CT故障进行分析,对中性点接线进行分析,提出专业管理中设备存在相关隐患,进行防范整治,确保电网设备安全稳定运行。
        二、故障跳闸经过及现场分析处理过程
        当日20时48分,天气晴,某110千伏变电站1号变压器高后备复压过流Ⅰ、Ⅱ段保护动作,1116、101断路器跳闸。111解列装置保护动作,111断路器跳闸。151、152低压保护动作,断路器跳闸,162欠压保护动作,断路器跳闸。
减温减压装置撬装重心        某110千伏变电站跳闸前运行方式:110千伏母线分段运行,1116一线带110千伏Ⅰ段母线1号变压器,1113二线带110千伏Ⅱ段母线,2号变压器热备用,1号变压器带10千伏全部负荷。10千伏母线并列运行,101带10千伏Ⅰ、Ⅱ段母线及出线。带风扇的安全帽
        经查,1号变压器高压零序CT为绝缘击穿导致喷油。故障时零序电流为15.58A。现场核查该变压器110千伏中性点接线方式为:
        CT-(间隙//刀闸)//避雷器→接地,如下图所示:故障CT照片
         
        中性点零序CT首端直接接在变压器中性点上,而该型CT型号为LJW1-10型,在110千伏线路发生接地(或短路)故障后变压器中性点电压升高,当CT绝缘不能满足其承受电压要求时就有可能发生绝缘击穿。
        经现场分析确认,发生故障的主要原因就是零序CT接入的位置不符合要求。若将CT接至间隙或刀闸(根据保护要求)后部,在发生上述故障后CT不会直接承受高电压,就不会发生问题。
        我们更换了损坏的零序CT(选用了LJWD-10型号产品),同时对接线方式进行了改进,将CT改接到刀闸与间隙尾部接地,刀闸与间隙并连接法。如下图所示:
虚拟机管理系统       
        三、故障情况分析
        变压器保护要和系统保护进行配置,变压器中性点装设间隙保护(也就是零序过压保
护)和零序过流保护,因该变压器110千伏零序套管内部无穿心CT,必须采用外置式CT作为变压器零序保护。当中性点接地刀在合上状态时,投入零序过流保护。在中性点接地刀闸在拉开状态时,投入间隙保护(零序过压)。如系统回路发生一点接地故障,首先切除中性点直接接地的变压器,若故障点仍然存在,使变压器中性点电位升高,放电间隙击穿起动,瞬时动作切除不接地的变压器。
        变压器的一侧采用Yn0接法时,一般都是采用的中性点直接点的系统,在电网和变压器运行的过程中,出现单相接地短路故障的时候,由于变压器中性点直接接地就会通过变压器的中性点流过很大的接地短路电流,这是就会被变压器中性点的互感器采到,就会引起接地电流保护的动作。在变压器不接地时,由于变压器的中性点没有接地会引起变压器中性点的偏移,很容易引起过电压事故,故在变压器的中性点设置放电保护间隙,保护变压器的绝缘,在出现过电压的时候变压器的中性点保护间隙就会放电,这个放电电流就会被中性点的CT采到,引起变压器的间隙过流保护动作,一般的这个间隙过流要和间隙过压保护配合。
        从现场检查处理及分析过程看出,造成零序CT击穿的原因是中性点零序CT直接与中性点相连,未接至放电间隙后的位置。当系统故障时CT承受了中性点过电压,过电压值大
于CT绝缘等级所致。在对该CT更换并改进接线方式后消除了这一设备隐患。
        四、暴露问题
        专业管理有疏漏,尤其是在技术上没有对变压器压器中性点接线方式引起足够重视,存在接线方式不合理现象。
        五、防范措施
        1、该变电站2号变压器中性点接线方式仍然存在与1号变相同的情况,需要尽快安排整改。
        2、安排检修人员全面普查所辖各站变压器压器中性点接线方式,对存在问题的及时进行整改。目前除该2号变压器外其他设备没有类似接线方式。
        3、保护与检修专业配合检查各站变压器中性点保护接用情况,核查变压器压器110千伏中性点套管内部是否有穿心CT,零序保护是否接用。普查完成后安排整改,对变压器110千伏套管内部有穿心CT且能够满足保护要求的,逐步安排拆除独立式零序CT。
        参考文献:
        [1]李福寿. 中性点非有效接地电网的运行[M]. 北京:水利电力出版社,1993.
        [2]熊银信,张步涵.电力系统工程基础[M].武汉:华中科技大学出版社,2003.
        作者简介:
        洪鎏(1984-),男,硕士,工程师,从事变电检修、检测技术等方面的管理工作。
        江秋燕(1984-),女,本科,助理工程师,从事变电运维及人资等方面的工作。

本文发布于:2024-09-21 01:31:29,感谢您对本站的认可!

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