江振生
广东粤电置业投资有限公司 广东 广州 510630
摘要：针对广州某电力大厦10KV变压器零序保护误动作导致整栋大厦短时间断电，深入调查，分析故障原因，提出预防整改措施。
关键词： 零序动作 故障排查 事件分析 防范措施
0前言
2019年12月5日9时，广州某电力大厦#1变压器高低压开关突然跳闸，导致该办公大厦B座南塔照明及办公用电断电。现场检查，发现#1变压器零序保护动作，其它无异常。9时15分。摇测变压器绝缘正常后送电，大厦电力恢复。经调查，变压器跳闸时，操作人员正在对锅炉机房的锅炉加热管进行送电试运。针对以上事件问题，逐一排查，全面检查一、二设备、设备维护保养、高压绝缘试验、保护装置校验及传动等，均未发现异常。本文通过综合分析，提出防范措施，避免以后同类型事件发生。
1 事件经过简要
1.1跳闸后，查看#1变压器柜综合继保系统，继保装置报警代码为“6”，对应故障为零序电流动作跳闸，同时零序跳闸信号继电器复位键弹出，判断为#1变压器零序保护动作导致大厦B座南塔断电。
1.2 保护跳闸动作时，锅炉机房的锅炉加热管正在送电试运行。试运前，操作人员测量各加热器接地电阻及相间电阻均正常。锅炉加热管共两组，每组有8支三相加热管，每支加热管功率为54KW。按照操作规程逐一投送，投送过程中，三相电流保持平衡。
1.3 #1变压器三相温差正常，且无明显接地击穿现象。变压器送电后，运行工况正常。变压器低压侧ABC三相电流分别为339A、337A、328A，三相平衡。
2 故障排查
2.1 锅炉加热器排查。12月6日对加热器设备进行检查及投入试运，加热器设备及配电设备均为正常，锅炉加热器PLC智控装置各信号均正常。
2.2 #1变压器系统配电设备排查。12月13日晚，对高压柜、变压器、电缆进行预防性试验，对#1变压器、#1变压器柜、1#电缆、高低压侧电源开关进行耐压绝缘测试及保护动作值试验，测试值均在规范要求内。具体参数如下：
2.2.1 #变压器 G4出线柜铭牌参数：型 号：KYN-10-31；额定电压（kV）：12；额定电流（A）：630；出厂日期：2003年9月。
2.2.2 断路器整体及断口的绝缘电阻试验（MΩ）：
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根据《电力设备预防性试验规程Q/CSG114002-2011》要求：
采用2500V兆欧表进行试验，10kV真空断路器的绝缘电阻结果一般不低于300 MΩ。
2.2.3 断路器耐压试验：
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根据《电力设备预防性试验规程Q/CSG114002-2011》要求：10kV真空断路器在28kV电压下进行1分钟耐压试验，真空断路器在分闸状态时，在断口间进行工频耐压试验，通过则说明真空度良好。
2.2.4 每相导电回路的电阻试验(μΩ)：
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根据《电力设备预防性试验规程Q/CSG114002-2011》要求：
630A以下断路器导电回路电阻：大修后应符合制造厂规定（≤100μΩ）。
2.2.5 继电保护装置试验：
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2.3 其它机构检查：
①“五防”闭锁机构测试，正常；
②分、合闸操作机构测试，正常；
③真空断路器真空灭弧室外观正常，真空度良好；动触头上的软连接夹片无松动。
检查及试验结果：设备合格。
2.4 保护定值排查。为了确定现运行的#1变压器保护定值是否准确，是否由于保护定值误差导致保护误动，经供电局专家核算后告知，改大厦配电系统的保护定值符合设备运行，保护定值正确无误。
3 故障分析
3.1 通过综合继保故障代码以及零序信号继电器动作情况，判断是由零序保护动作而产生跳闸，根据事故后现场设备状态以及停电试验数据，排除综合继保本体故障以及主设备故障。
3.2 变压器已正常运行，可排除变压器本体故障造成的零序跳闸，检查变压器周边，未发现小动物痕迹，排除变压器本体及小动物进入变压器而造成的零序跳闸。
3.3 发生零序跳闸时，低压侧锅炉加热器回路正在投入运行中。虽然检查锅炉加热器系统无发现问题，但存在手动操作投入时，锅炉加热器（共两套加热器，每套8组）各组投入的间隔过短，造成电流叠加过快，系统震荡，而造成零序跳闸的可能性。
3.4谐波故障分析
零序电流互感器的工作原理，当三相导线穿过一个零序互感器时，三相电流矢量和为零，即零序电流I0=Ia+Ib+Ic=0,当三相导线任何一相发生接地故障且大于设计值时，零序互感器二次侧输出零序电流，使所接二次线路上的设备保护动作。
由于网路上的电流互感器的变比都比较大(相对于零序电流互感器的变比)。当允许的一次零序电流I一定时，继保装置合成的二次电流
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较小（一般设定为1.33A），这样其抗干扰的能力就弱(这种干扰主要来自于电磁干扰造成的零飘)，误动作率就高；
由于谐波与基波的频率有特殊的关系，故在与基波合成时会分别表现出
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谐波
正序、负序和零序特性。但不能把谐波与这些分量等同起来。由上所述，之所以要把基波分解成三个分量，是为了方便对系统的分析和状态的判别，如出现零序很多情况就是发生单相接地，这些分析都是基于基波的，而正是谐波叠加在基波上而对测量产生了误差，谐波是个外来的干扰量，就如三次谐波对零序分量的干扰，会导致零序动作。
3.5结合以上分析，造成此处跳闸的可能性有：
3.5.1 锅炉加热器手动操作投入时，锅炉加热器各组投入的间隔过短，造成电流叠加过快，系统震荡，而造成零序保护动作跳闸的可能性。
3.5.2由于系统谐波含量过大，零序动作跳闸。
4防范对策
4.1 锅炉加热器采用自动投入方式，投入时间避开负荷高峰期。
4.2 进行谐波测试，判断是否存在超出零序保护动作值的谐波，根据测试结果决定是否需要进行谐波治理，增加有源或无源滤波装置。
4.3 变压器保护装置2004年投用至今已16年，按照继电保护的使用年限一般为10~12年，建议改造变压器的继电保护装置，改造为最新型号的综合继保装置，确保保护装置具有良好的可靠性和灵敏性。
参考文献：{1}《电力设备预防性试验规程Q/CSG114002-2011》
{2} ABB综保SPAJ140C中文说明书
{3}电力系统保护与控制 北京:清华出版社,2005.
作者简介：
江振生（1976-），男，广东普宁人，电气工程师，从事电力工程项目管理工作。