王书来
中海石油（中国）有限公司天津分公司 天津 300425
摘要 某平台一台6.3/0.4KV主变压器发生差动保护动作，导致该变压器无法投入运行，通过故障录波分析、变压器变比/直阻/绝缘/耐压试验、配电盘二次回路故障排除、差动CT检查，最终确定故障原因是差动低压侧C相电流互感器损坏。文章讲述了此次故障发生过程，分析了故障原因，简析了CT故障的几点原因，为今后类似故障查找积累了一定经验。
关键词 差动动作 故障录波 电流互感器
1引言
变压器差动保护是用来保护绕组内部及其引出线上发生的各种相间短路故障或变压器单相匝间短路故障。在绕组变压器的两侧装设电流互感器，两侧电流互感器的同极性端都朝向母线侧，将同极性端子相连，并在两接线之间并联接入继电器。电流互感器是电力系统中重要设备之一，可以把数值较大的一次电流通过一定的变比转换为数值较小的二次电流，用来进行保护、测量等用途。作为继电保护的采样测量设备，起到首要的作用，测量的准确与否直接影响继电保护装置的正确判断，如果差动采样电流互感器发生故障，将会导致采样电流不准确，必然引起差动保护动作。文章对渤海油田某平台发生的差动保护动作事例进行阐述、分析和总结。
2事件过程
2.1背景
该平台位于渤海海域中南部，发生差动保护动作的开关是该平台上一台6.3KV开关，控制该平台1#主变压器的运行。
该开关柜是由华北油田科达生产的KYN28A-12型开关柜，综保采用的是南瑞生产的PCS-9622D型变压器保护装置，变压器是江苏华盛电气生产的PCS10-3150/6.3。
2.2故障过程
早6：50，该平台主变压器1号变压器高/低压侧开关跳闸，6.3KV开关综保显示差动保护动作跳闸，现场对变压器外观简单检查未发现异常，尝试再次合闸送电，运行至7：01，该开关再次因差动保护动作跳闸，该变压器无法投入运行。
随后将平台低压A段负荷转移至B段，生产恢复稳定后，2号变压器负载率约为51%，变压器温度等参数均正常。开始协调相关人员对故障原因进行查找。由于开关跳闸的原因是综保差动保护动作，因此，根据差动保护的原理和特点，判断故障点位于该变压器上下两侧差动电流互感器之间，包括差动电流互感器。
3故障排查过程分析
3.1对变压器的外观进行了仔细检查，未发现有明细放电痕迹，进出线各接线端子未发现松动情况，高低压侧电缆未发现明显破损、放电现象，变压器较为干净，各绕组温度正常。
3.2利用综保录波软件提取综保故障波形，从波形中可以看出低压侧C相电流在故障时刻有明显的畸变，只有低压侧C相存在差流。
3.3通过波形分析初步判断，故障点可能位于低压侧C相。因此现场对高低压侧差动CT区间内一次和二次进行排查。
3.4对变压器进行了绝缘/直阻/变比测量，未发现明显异常。
3.5对开关综保的校验，结果显示综保本体正常。
3.6检查低压侧CT极性，未发现错误。
3.7对低压侧CT二次引出线进行相间和相对地绝缘检查，结果均是275MΩ（DC250V）。
3.8在低压侧CT二次引出线连接综保测试仪，单相和三相分别给电流，发现综保采样值正确，数值和角度均正确。低压侧CT未发现破损、放电等异常现象。
3.9在高压侧CT二次引出线连接综保测试仪，单相和三相分别给电流，发现综保采样值正确，数值和角度均正确。打开中压盘后盖未发现明显放电现象。
3.10协调互感器测试仪到达平台，对低压侧的差动互感器进行了测试，结果显示AB相的伏安特性曲线和变比都正常，C相伏安特性无法测试，变比异常。因此确定C相互感器存在故障。该电流互感器变比是5000/1，确认与设计相符。
3.11通过以上各项检查确定本次差动跳闸的原因确定是低压侧C相差动电流互感器故障导致。
4变压器差动保护
电力变压器是电力系统中十分重要的供电元件，它的故障将对供电可靠性和系统的正常工作带来严重的影响。同时大容量的电力变压器也是十分贵重的元件，因此必须根据变压器的容量和重要程度考虑安装性能良好、工作可靠的继保护装置。主变压器通常配置差动保护作为主保护，差动保护是按照循环电流原理设计的，其保护范围是变压器各侧电流互感器之间的一次电气部分，其优点是能够迅速有选择的切除保护范围内的故障，一般情况下，引起变压器差动保护动作的原因有：
（1）变压器及其引出线、各侧差动电流互感器以内的一次设备故障；
（2）保护二次回路问题引起的保护误动作；
（3）差动电流互感器二次开路或短路；
通常，变压器发生差动保护动作后，一般按下列步骤进行检查：
（1）检查变压器本体，有无放电现象、放电痕迹；
（2）变压器各侧电缆是否有破损、接地、短路等现象；
（3）检查故障录波，根据波形综合判断；
（4）检查综保和互感器接线。
5电流互感器
通常，电流互感器发生故障有以下几种原因：
（1）自身温度过高导致绝缘热击穿
在一些特殊情况下，电流互感器的绝缘性能因自身温度过高使绝缘性能降低，甚至导致内部放电被击穿，最终停止工作。
（2）局部放电击穿绝缘
正常情况下电流互感器内部电容是均匀分布的，但在长期使用后，部分的结构会出现老化，导致外部绝缘材料性能降低，使主电容无法均匀分布，最终导致互感器设备内发生局部放电，严重则击穿绝缘、互感器停止工作。
（3）互感器内部潮湿
当前使用的电流互感器的生产工艺存在不足，元件密封性不足在使用中易发生内部潮湿，甚至导致电容芯棒被击穿，引发故障。
（4）过于干燥或者脱气处理不够
电流互感器在生产处理时由于生产工艺的缺陷，也可能使互感器内部过于干燥或者气体脱气处理不足，使其在使用时，无法及时的排出里面的气体，对里面的真空环境造成影响，使用时会导致电压过大或者互感器里的温度过高，引发故障。
（5）人为操作因素
电流互感器使用中偶尔也会出现人为操作导致的问题，如电流互感器接线出松动甚至脱落、二次绕组出现开路等，使电流互感器接触不良，出现过热或放电。
6总结及建议
变压器差动保护跳闸是比较常见的故障，引起变压器差动保护动作的因素也有很多，本文中的原因是差动电流互感器损坏，从本次排查过程可以看出，在今后的具体研判过程还需结合相关故障报告、波形进行综合分析，并采取相应的措施进行针对性的排查。
参 考 文 献
1）孟建英，荀华，郭红兵．变压器差动保护动作原因分析．内蒙古电力技术，2017，35（1）：95～100
2）施永胜．电流互感器故障分析处理及改进．科技资讯，2015，26：23～24，
3）罗浪，李佳，马雯军，欧阳周迪．电流互感器异常故障的诊断与分析．设备管理与维修，2017，11：131～132，
4）赵桂娟．一起35KV主变差动保护误动作原因的分析．大众用电，2017，1：37～38，
5）隋新世．一起主变差动保护动作后的分析．供用电，2015，3：56～58
作者简介：王书来，男，1982年生，本科，工程师，长期从事设备管理工作。