變壓器差動保護跳閘的分析與處理
發布時間：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的設置的不恰當引起誤動作原因分析和處理。 1、故障現象 我廠銀山前區35kV變電站共有2臺容量為31.5MVA主變壓器，擔負著該區域三個廠礦的電力供應，整個系統于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），當時所帶負荷為3000KW。檢修人員立即趕到現場，首先對2＃主變本體及其附屬設備進行檢查發現：油枕油位正常，無滲油跡象;變壓器油溫油色及外觀正常；高低壓側繞組絕緣電阻合格;變壓器高低壓側繞組做直流電阻測試數據合格; 變壓器高低壓側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現：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差動繼電器的電流（以下簡稱差流）瞬間的突然升高，根據這一現象我們對變壓器當時的數據進行認真地分析： 根據變壓器差動保護的基本原理，按環流法接線構成的差動保護，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，差流也應該很小并接近零，并且是一個基本穩定的不隨負荷的改變而改變的數值。但是從綜合自動化裝置所采集到的數值看卻是：在變壓器跳閘以前變壓有功負荷為3000kw ，10kV側互感器二次電流為0.38A.。差流為1.15A并且隨著負荷的增大而增大，在外部啟動功率約400kW的電動機時差流數值超過了1.3A (設計院給定定值：比例差動門檻值：1.3A)，從而引發了2＃主變因比例差動保護動作跳閘造成事故。 根據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，在線路檢查中發現電流互感器接線方式確實出現了錯誤，主要是由于施工單位和廠家缺乏交流，綜保設備要求電流互感器二次電流方向指向變壓器側，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 負荷后，差流為0.42 A左右 明顯比修改以前減小，但當變壓器負荷升高時，差流仍然是隨負荷的增大而增大，并不是穩定而接近零的的數值，也就是說我們第一次修改工作做的并不徹底。 于是我們對綜保設備的說明書進行了詳細研究，發現綜保設備對二次電流互感器的接線方式都有對應軟件補償（軟件補償：變壓器各側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/△的變壓器各側電流互感器二次側采用△/Y接法，軟件補償的相位就要選擇0。其二次電流直接接入裝置，各側電流互感器均為減極性，都以母線側為極性端）。 檢查綜保設備設置的參數時，發現數值是設定為“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值。而我廠的2#主變二次側電流互感器在接線時已經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。這樣根據綜保設備的要求，因為我們進行了補償，所以不用再進行軟件補償。把綜保內部接線的參數選擇有Y/△改為Y/Y，數值改為“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，該位不同導致和流計算方法不同。就在我們認為已經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，但仍然是隨負荷的增大而增大，并不是穩定而接近零的的數值，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高壓側平衡系數：1.0低壓側平衡系數：0.893比例制動系數：0.5諧波制動系數：0.15 我們根據設備提供的說明書進行定值的重新核算，發現低壓側平衡系數值得商榷，低壓側平衡系數：Kphl＝0.893，我們的計算結果：Kphl=1.55。計算過程如下：主變壓器相關參數：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高壓側二次電流：In1＝KJX*IN/KLH＝√3×519.6A/160＝5.63A低壓側二次電流：In2＝KJX*IN/KLH＝1×1818.6/500＝3.64A低壓側平衡系數：Kphl ＝InH//InL＝In1/In2＝5.63/3.64=1.55將低壓側平衡系數修改，帶上負荷后，差動繼電器流過的差流接近0，且不隨著負荷增加而增大，達到了對差動保護的技術要求，變壓器運行穩定可靠。。綜上所述導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、綜保軟件補償的選擇上出現錯誤，是導致流過差動繼電器的電流增大第一個原因。。 3.3、保護定值，低壓側不平衡系數錯誤的計算錯誤是第三個原因。3、總結和建議1.由于目前萊鋼建設發展迅速，設計施工非常緊張，設備的安裝調試也是在短時間內結束并投入運行，有時候很可能達不到安全生產的需要。為此建議電氣主變壓器安裝投運前要對每個環節進行全面的檢查。2由于目前萊鋼電氣的保護系統在由傳統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品系統學習，對設備運行參數了解，以減少設備事故的發生，使生產更加穩定順行。