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變壓器差動(dòng)保護誤動(dòng)分析及對策


編輯:2020-12-29 11:10:10

電力變壓器是電力系統中關(guān)鍵的主設備之一,它承擔著(zhù)電壓變換,電能分配和傳輸,并提供電力服務(wù)。因此,變壓器的正常運行是對電力系統安全、可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟運行的重要保證。作為主設備主保護的微機型縱聯(lián)差動(dòng)(簡(jiǎn)稱(chēng)縱差或差動(dòng))保護,雖然經(jīng)過(guò)不斷的改進(jìn),但是還存在一些誤動(dòng)作的情況,這將造成變壓器的非正常停運,影響電力系統的發(fā)供電,甚至是造成系統振蕩,對電力系統發(fā)供電的穩定運行是很不利的。因此對新建或設備更新改造的發(fā)電廠(chǎng)和變電站的變壓器差動(dòng)保護誤動(dòng)原因進(jìn)行分析,并提出了防止變壓器差動(dòng)誤動(dòng)的對策。
  1變壓器差動(dòng)保護
  變壓器差動(dòng)保護一般包括:差動(dòng)速斷保護、比率差動(dòng)保護、二次(五次)諧波制動(dòng)的比率差動(dòng)保護,不管哪種保護功能的差動(dòng)保護,其差動(dòng)電流都是通過(guò)變壓器各側電流的向量和得到,在變壓器正常運行或者保護區外部故障時(shí),該差動(dòng)電流近似為零,當出現保護區內故障時(shí),該差動(dòng)電流增大?,F以雙繞組變壓器為例進(jìn)行說(shuō)明。
  1.1比率差動(dòng)保護的動(dòng)作特性比率差動(dòng)保護的動(dòng)作特性見(jiàn)圖1。當變壓器輕微故障時(shí),例如匝間短路的圈數很少時(shí),不帶制動(dòng)量,使保護在變壓器輕微故障時(shí)具有較高的靈敏度。而在較嚴重的區外故障時(shí),有較大的制動(dòng)量,提高保護的可靠性。
  二次諧波制動(dòng)主要區別是故障電流還是勵磁涌流,因為變壓器空載投運時(shí)會(huì )產(chǎn)生比較大的勵磁涌流,并伴隨有二次諧波分量,為了使變壓器不誤動(dòng),采用諧波制動(dòng)原理。通過(guò)判斷二次諧波分量,是否達到設定值來(lái)確定是變壓器故障還是變壓器空載投運,從而決定比率差動(dòng)保護是否動(dòng)作。二次諧波制動(dòng)比一般取0.12~0.18。對于有些大型的變壓器,為了增加保護的可靠性,也有采用五次諧波的制動(dòng)原理。
  1.2差動(dòng)速斷保護的作用差動(dòng)速斷保護是在較嚴重的區內故障情況下,快速跳開(kāi)變壓器各側斷路器,切除故障點(diǎn)。差動(dòng)速斷的定值是按躲過(guò)變壓器的勵磁涌流,和運行方式下穿越性故障引起的不平衡電流,兩者中的較大者。定值一般取(4~14)Ie。
  2變壓器差動(dòng)保護誤動(dòng)作原因分析
  根據變壓器差動(dòng)保護誤動(dòng)作可能性的大小,大致分為新建發(fā)電廠(chǎng)和變電站、運行中發(fā)電廠(chǎng)和變電站、設備更新改造的發(fā)電廠(chǎng)和變電站三個(gè)方面進(jìn)行說(shuō)明,這種分類(lèi)方法并不是相互區別,只是為了便于在分析問(wèn)題時(shí)優(yōu)先考慮現實(shí)問(wèn)題。
  2.1新建發(fā)電廠(chǎng)和變電站變壓器差動(dòng)保護誤動(dòng)作原因分析新建變電站的變壓器差動(dòng)保護誤動(dòng)作,在變壓器差動(dòng)保護誤動(dòng)作中占了較大的比例,但這種情況的誤動(dòng)作,一般大多在變壓器投運帶負荷試運行的72小時(shí)就會(huì )被發(fā)現。根據現場(chǎng)經(jīng)驗,可以總結以下幾方面:
  2.1.1整定值不合理造成變壓器差動(dòng)保護誤動(dòng)作差動(dòng)速斷定值和二次諧波制動(dòng)的比率差動(dòng)定值選擇不正確造成誤動(dòng)作。差動(dòng)速斷是在較嚴重的區內故障情況下,快速跳開(kāi)變壓器各側的斷路器,切除故障點(diǎn)。差動(dòng)速斷的定值是按躲過(guò)變壓器的勵磁涌流和運行方式下,穿越性故障引起的不平衡電流,兩者中的較大者。定值一般取(4~14)Ie。對于保護定值的計算部門(mén),特別是非電力系統的定值計算部門(mén),往往根據運行經(jīng)驗,將差動(dòng)速斷定值取為(5~6)Ie。這樣,就會(huì )造成變壓器在空載合閘時(shí)斷路器出現誤跳。特別是勵磁涌流對保護的影響,廣東某發(fā)電廠(chǎng)在變壓器保護設備更新改造后由于空合變壓器產(chǎn)生的勵磁應涌流曾出現過(guò)以上誤跳現象。比率差動(dòng)是當變壓器內部出現輕微故障時(shí),保護不帶制動(dòng)量動(dòng)作跳開(kāi)各側的斷路器,使保護在變壓器輕微故障時(shí)具有較高的靈敏度;而在區外故障時(shí),通過(guò)一定的比率進(jìn)行制動(dòng),提高保護的可靠性;同時(shí)利用變壓器空載合閘時(shí),產(chǎn)生的二次諧波量來(lái)區別是故障電流還是勵磁涌流,實(shí)現保護制動(dòng)。一般差動(dòng)電流和制動(dòng)電流都在額定情況下計算得到,但現場(chǎng)變壓器卻在一般運行方式下,由于電流互感器變比、同時(shí)系數、計算誤差的影響,就會(huì )導致變壓器實(shí)際運行時(shí)形成一定的差電流,導致比率差動(dòng)保護誤動(dòng)作。二次電流互感器(TA)接線(xiàn)方式整定值選擇不正確造成誤動(dòng)作。對于微機保護來(lái)說(shuō),實(shí)現高、低壓側電流相角的轉移由軟件來(lái)完成,不管高壓側是采用Y型接線(xiàn)還是采用△型接線(xiàn),都能得到正確的差動(dòng)電流,和傳統的常規繼電保護比較,實(shí)際運用更方便、靈活,但也是由于這種靈活性、方便性,往往導致現場(chǎng)的差動(dòng)保護誤動(dòng)作。對于變壓器差動(dòng)保護來(lái)說(shuō),如果二次電流互感器(TA)接線(xiàn)方式整定值選擇不正確,就不能實(shí)現高壓側相角的轉移,高低壓側差電流在正常運行情況下就不能平衡,從而造成差動(dòng)保護誤動(dòng)作。

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