變壓器差動保護跳閘的分析與處理
發(fā)布時間：2019-08-05 10:05:18來源：
變壓器差動保護跳閘的分析與處理
本文主要是論述變壓器由于差動保護接線錯誤和綜保裝置參數(shù)的設(shè)置的不恰當(dāng)引起誤動作原因分析和處理。 1、故障現(xiàn)象 我廠銀山前區(qū)35kV變電站共有2臺容量為31.5MVA主變壓器，擔(dān)負(fù)著該區(qū)域三個廠礦的電力供應(yīng)，整個系統(tǒng)于2005年6月10號建成投運。2005年9月13號下午4點27分，35kV變電站主控制室突然發(fā)出聲光報警顯示2＃主變因比例差動保護動作跳閘（差流動作電流：1.3 A），當(dāng)時所帶負(fù)荷為3000KW。檢修人員立即趕到現(xiàn)場，首先對2＃主變本體及其附屬設(shè)備進行檢查發(fā)現(xiàn)：油枕油位正常，無滲油跡象;變壓器油溫油色及外觀正常；高低壓側(cè)繞組絕緣電阻合格;變壓器高低壓側(cè)繞組做直流電阻測試數(shù)據(jù)合格; 變壓器高低壓側(cè)避雷裝置耐壓試驗合格；變壓器的瓦斯保護既無報警也未伴隨差動保護同時動作，根據(jù)以上情況初步判斷變壓器本體并沒有任何問題，而是一次保護的誤動作。 2、原因分析及處理 既然初步確定變壓器本體沒有異常，那么造成變壓器差動保護的動作原因是什么呢？我們在對外供用戶進行檢查的時候發(fā)現(xiàn)：我們的外供10kV用戶在啟動大功率電動機的時間與2＃主變跳閘的時間一致，而且綜合保護裝置顯示流經(jīng)差動繼電器的電流（以下簡稱差流）瞬間的突然升高，根據(jù)這一現(xiàn)象我們對變壓器當(dāng)時的數(shù)據(jù)進行認(rèn)真地分析： 根據(jù)變壓器差動保護的基本原理，按環(huán)流法接線構(gòu)成的差動保護，如果電流互感器具有理想的特性的話，則在正常和外部故障時，差動繼電器中是沒有電流的。考慮電流互感器勵磁特性不完全相同實際情況，差流也應(yīng)該很小并接近零，并且是一個基本穩(wěn)定的不隨負(fù)荷的改變而改變的數(shù)值。但是從綜合自動化裝置所采集到的數(shù)值看卻是：在變壓器跳閘以前變壓有功負(fù)荷為3000kw ，10kV側(cè)互感器二次電流為0.38A.。差流為1.15A并且隨著負(fù)荷的增大而增大，在外部啟動功率約400kW的電動機時差流數(shù)值超過了1.3A (設(shè)計院給定定值：比例差動門檻值：1.3A)，從而引發(fā)了2＃主變因比例差動保護動作跳閘造成事故。 根據(jù)這一思路我們首先懷疑電流互感器及其二次回路極性是否存在問題。通過檢查測試，在線路檢查中發(fā)現(xiàn)電流互感器接線方式確實出現(xiàn)了錯誤，主要是由于施工單位和廠家缺乏交流，綜保設(shè)備要求電流互感器二次電流方向指向變壓器側(cè)，而施工單位在接線時把10kv 的互感器極性接反，把極性進行修改后2＃主變投入運行。2#主變壓器在帶3000kw 負(fù)荷后，差流為0.42 A左右 明顯比修改以前減小，但當(dāng)變壓器負(fù)荷升高時，差流仍然是隨負(fù)荷的增大而增大，并不是穩(wěn)定而接近零的的數(shù)值，也就是說我們第一次修改工作做的并不徹底。 于是我們對綜保設(shè)備的說明書進行了詳細研究，發(fā)現(xiàn)綜保設(shè)備對二次電流互感器的接線方式都有對應(yīng)軟件補償（軟件補償：變壓器各側(cè)電流互感器二次電流相位補償可以由軟件進行補償，即使接線方式為Y/△的變壓器各側(cè)電流互感器二次均可采用星形接線，相位由綜保本身軟件進行補償。如果Y/△的變壓器各側(cè)電流互感器二次側(cè)采用△/Y接法，軟件補償?shù)南辔痪鸵x擇0。其二次電流直接接入裝置，各側(cè)電流互感器均為減極性，都以母線側(cè)為極性端）。 檢查綜保設(shè)備設(shè)置的參數(shù)時，發(fā)現(xiàn)數(shù)值是設(shè)定為“1”。代表接線方式為Y／△的變壓器沒有進行相位補償時可以使用該數(shù)值。而我廠的2#主變二次側(cè)電流互感器在接線時已經(jīng)進行了電流相位補償（相位差300），即主變器接線方式：Y/△ 電流互感器接線方式：△/Y。這樣根據(jù)綜保設(shè)備的要求，因為我們進行了補償，所以不用再進行軟件補償。把綜保內(nèi)部接線的參數(shù)選擇有Y/△改為Y/Y，數(shù)值改為“0”這樣就解除了綜保自身的軟件補償。附：綜保說明書提供變壓器接線方式選擇整定對應(yīng)位意義D7位為“1”表示為3卷變，為“0”表示為2卷變，該位不同導(dǎo)致和流計算方法不同。就在我們認(rèn)為已經(jīng)把所有的缺陷處理完的時候，再次投入2#變壓器卻使我們大失所望，差流雖然明顯比前兩次修改以前又有所減小，但仍然是隨負(fù)荷的增大而增大，并不是穩(wěn)定而接近零的的數(shù)值，于是我們開始對保護定值進行研究。差動保護定值為： 差動速斷：26A比例差動：門檻值：1.3A拐點電流：3.25A高壓側(cè)平衡系數(shù)：1.0低壓側(cè)平衡系數(shù)：0.893比例制動系數(shù)：0.5諧波制動系數(shù)：0.15 我們根據(jù)設(shè)備提供的說明書進行定值的重新核算，發(fā)現(xiàn)低壓側(cè)平衡系數(shù)值得商榷，低壓側(cè)平衡系數(shù)：Kphl＝0.893，我們的計算結(jié)果：Kphl=1.55。計算過程如下：主變壓器相關(guān)參數(shù)：Se＝31500KVA Ule=35KV I1e＝519.6A N11＝800/5 U2e＝10KV I2e=1818.6A N21＝2500/5主變器接線方式：Y-△ 電流互感器接線方式：△－Y高壓側(cè)二次電流：In1＝KJX*IN/KLH＝√3×519.6A/160＝5.63A低壓側(cè)二次電流：In2＝KJX*IN/KLH＝1×1818.6/500＝3.64A低壓側(cè)平衡系數(shù)：Kphl ＝InH//InL＝In1/In2＝5.63/3.64=1.55將低壓側(cè)平衡系數(shù)修改，帶上負(fù)荷后，差動繼電器流過的差流接近0，且不隨著負(fù)荷增加而增大，達到了對差動保護的技術(shù)要求，變壓器運行穩(wěn)定可靠。。綜上所述導(dǎo)致變壓器比例差動跳閘的原因基本找到：3.1、電流互感器極性接反，是導(dǎo)致流過差動繼電器的電流增大第一個原因。3.2、綜保軟件補償?shù)倪x擇上出現(xiàn)錯誤，是導(dǎo)致流過差動繼電器的電流增大第一個原因。。 3.3、保護定值，低壓側(cè)不平衡系數(shù)錯誤的計算錯誤是第三個原因。3、總結(jié)和建議1.由于目前萊鋼建設(shè)發(fā)展迅速，設(shè)計施工非常緊張，設(shè)備的安裝調(diào)試也是在短時間內(nèi)結(jié)束并投入運行，有時候很可能達不到安全生產(chǎn)的需要。為此建議電氣主變壓器安裝投運前要對每個環(huán)節(jié)進行全面的檢查。2由于目前萊鋼電氣的保護系統(tǒng)在由傳統(tǒng)的電磁式繼電器向綜合保護器過渡，這就要求我們必須對綜保產(chǎn)品系統(tǒng)學(xué)習(xí)，對設(shè)備運行參數(shù)了解，以減少設(shè)備事故的發(fā)生，使生產(chǎn)更加穩(wěn)定順行。