變壓器保護(hù)誤動(dòng)分析報(bào)告

1、淺談變壓器勵(lì)磁涌流引起的保護(hù)誤動(dòng)印江縣供電局甘金橋水電站主變進(jìn)行大修后空載試驗(yàn)，主變低壓側(cè)斷路器合閘時(shí)，出現(xiàn)合閘瞬間就跳閘，經(jīng)多次操作仍出現(xiàn)此情況。在認(rèn)真檢查變壓器后，斷路器還出現(xiàn)一合閘即跳閘的現(xiàn)象，后對(duì)變壓器進(jìn)行分析，是由于勵(lì)磁涌流的影響，差動(dòng)保護(hù)的速飽和變流器差動(dòng)線圈調(diào)整不合理，引起保護(hù)誤動(dòng)，致使斷路器無(wú)法合閘，經(jīng)過(guò)處理，故障消除。1 勵(lì)滋涌流對(duì)變壓器切除外部故障后進(jìn)行空載合閘，電壓突然恢復(fù)的過(guò)程中，變壓器可能產(chǎn)生很大的沖擊電流，其數(shù)值可達(dá)額定電流的68倍，將這個(gè)電流稱之為勵(lì)磁涌流。產(chǎn)生勵(lì)磁涌流的原因是變壓器鐵芯的嚴(yán)重飽和和勵(lì)磁阻抗的大幅度降低。2 勵(lì)磁涌流的特點(diǎn)勵(lì)磁涌流數(shù)值很大，可達(dá)額定

2、電流的68倍。勵(lì)磁涌流中含有大量的直流分量及高次諧波分量，其波形偏向時(shí)間軸一側(cè)。勵(lì)磁涌流具有衰減特性，開(kāi)始部分衰減得很快，一般經(jīng)過(guò)0.51s后，其值通常不超過(guò)0.250.5倍的額定電流，對(duì)于大容量變壓器，其全部衰減時(shí)間可能達(dá)到幾十秒。3 消除勵(lì)磁涌流影響所采取的補(bǔ)償措施勵(lì)磁涌流的產(chǎn)生會(huì)對(duì)變壓器的差動(dòng)保護(hù)造成誤動(dòng)作，從而使變壓器空載合閘無(wú)法進(jìn)行，為了消除勵(lì)磁涌流對(duì)保護(hù)的影響，一般可以采用接入速飽和變流器的補(bǔ)償措施。3.1 接入速飽和變流器接入速飽和變流器阻止勵(lì)磁涌流傳遞到差動(dòng)繼電器中，如圖1。當(dāng)勵(lì)磁涌流進(jìn)入差動(dòng)回路時(shí)，由于速飽和變流器的鐵芯具有極易飽和的特性，其中很大的非周期分量使速飽和變流器的

3、鐵芯迅速嚴(yán)重飽和，勵(lì)磁阻抗銳減，使得勵(lì)磁涌流中幾乎全部非周期分量及部分周期分量電流從速飽和變流器的一次側(cè)繞組通過(guò)，變換到二次側(cè)繞組的電流就很小，差動(dòng)保護(hù)就不會(huì)動(dòng)作。只要合理調(diào)節(jié)速飽和變流器一二次側(cè)繞組匝數(shù)，就可以更好的消除勵(lì)磁涌流對(duì)差動(dòng)保護(hù)的影響。圖1 接入速飽和變流器3.2 差動(dòng)保護(hù)速飽和變流器省印江縣供電局甘金橋水電站，差動(dòng)保護(hù)速飽和變流器一次側(cè)由差動(dòng)線圈(工作線圈)、平衡線圈組成。由差動(dòng)保護(hù)速飽和變流器的原理得出，只要合理調(diào)節(jié)差動(dòng)線圈和平衡線圈，就可以消除勵(lì)磁涌流對(duì)差動(dòng)保護(hù)的影響。差動(dòng)線圈的具體整定是：差動(dòng)線圈在5、6、8、10、13、20匝處有抽頭，差動(dòng)繼電器相應(yīng)動(dòng)作電流值可整定為12

4、、10、7.5、6、4.6、3A。通過(guò)以上對(duì)變壓器勵(lì)磁涌流產(chǎn)生的特點(diǎn)及其對(duì)差動(dòng)保護(hù)的影響，以及如何消除勵(lì)磁涌流對(duì)差動(dòng)保護(hù)的影響進(jìn)行了分析，在檢查中發(fā)現(xiàn)速飽和變流器中的差動(dòng)線圈在20匝處，這樣繼電器的動(dòng)作電流就為3A，保護(hù)時(shí)限為0s，而變壓器實(shí)際中要產(chǎn)生4.56A勵(lì)磁涌流，要在0.51s后才開(kāi)始衰減，顯然差動(dòng)保護(hù)整定電流不能躲過(guò)勵(lì)磁涌流的影響而造成斷路器跳閘。將差動(dòng)線圈調(diào)整為10匝，動(dòng)作電流為6A后，即解決了變壓器空載合閘合不上的問(wèn)題。變壓器非電量保護(hù)裝置典型誤動(dòng)作原因分析及對(duì)策200 8年5月 16日16時(shí)雨后，主控室監(jiān)控系統(tǒng)報(bào)“#1主變本體壓力釋放2跳閘動(dòng)作”信號(hào)，檢查主變本體 無(wú)異常，在保

5、護(hù)小室檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)FST200變壓器非電量保護(hù)裝置面板“A相本體壓力釋放2跳閘 ”信號(hào)燈點(diǎn)亮，由于壓力釋放保護(hù)未投保護(hù)壓板，僅投信號(hào)，所以未造成變壓器非電量保護(hù) 誤跳閘事故。1 變壓器非電量保護(hù)誤動(dòng)原因的分析本站變壓器非電量保護(hù)是采用國(guó)電南自公司生產(chǎn)的FST200型變壓器非電量保護(hù)裝置，其非電 量保護(hù)裝置由PST-BT210型本體重瓦斯及PST-BT213為本體壓力釋放非電量保護(hù)裝置構(gòu)成。具 體原理接線如圖1所示：正常運(yùn)行時(shí)正電源+KM經(jīng)本體壓力釋放YLSFJ繼電器非電量接點(diǎn)及回 路17（A、B、C）至PST-BT213非電量保護(hù)裝置到負(fù)電源-KM，當(dāng)本體壓力釋放YLSFJ繼電器接 點(diǎn)閉或回路中

6、17（A、B、C）及K（1、2、3）任一點(diǎn)與正電源+KM接通時(shí)，PST-BT213本體壓 力釋放非電量保護(hù)裝置中重動(dòng)中間繼電器就會(huì)帶電并且動(dòng)作，其接點(diǎn)驅(qū)動(dòng)出口中間繼電器動(dòng) 作出口跳閘。根據(jù)故障時(shí)監(jiān)控信號(hào)及保護(hù)裝置所發(fā)的信號(hào)，初步判斷為非電量保護(hù)動(dòng)作，但現(xiàn)場(chǎng)對(duì)本體重 瓦斯繼電器及壓力釋放閥檢查時(shí)未見(jiàn)其動(dòng)作。當(dāng)對(duì)回路進(jìn)行檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)A相變壓器本體壓力 釋放閥接線盒有進(jìn)水痕跡，用1 000V搖表進(jìn)行測(cè)量其本體重瓦斯保護(hù)13（A、B、C）及壓 力 釋放保護(hù)17（B、C）回路時(shí)，對(duì)地絕緣為20M，而壓力釋放保護(hù)回路17A線芯對(duì)地絕緣為0. 2M。所以可以判斷該保護(hù)裝置動(dòng)作的原因是由壓力釋放保護(hù)回路17A線

7、芯遇水接地，通過(guò) 直流電源絕緣監(jiān)察裝置的接地點(diǎn)，將PST-BT213為本體壓力釋放非電量保護(hù)裝置中重動(dòng)中間 繼電器線圈的正接線端與直流正電源端構(gòu)成通路，進(jìn)而導(dǎo)致中間重動(dòng)繼電器帶電其接點(diǎn)誤動(dòng) 作造成。經(jīng)檢修人員更換電纜后故障得以排除。2 實(shí)驗(yàn)分析檢查保護(hù)裝置所使用直流電壓為231V，正極對(duì)地電壓115V，負(fù)極對(duì)地電壓116V。直流系統(tǒng)電 壓正常，絕緣良好。2.1 模擬故障試驗(yàn)在非電量保護(hù)端子排處將17A、17B、17C；13A、13B、13C分別對(duì)地短接模擬故障情 況，觀察面板信號(hào)點(diǎn)亮情況，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表1。2.2 繼電器動(dòng)作特性試驗(yàn)用VENUS 330繼電保護(hù)測(cè)試儀對(duì)PST重動(dòng)中間繼電器的動(dòng)作性

8、能做進(jìn)一步測(cè)試。PST 變壓器本體保護(hù)裝置共有15只重動(dòng)中間繼電器，原理接線同PST-BT210回路，實(shí)驗(yàn)選取三只 繼電器進(jìn)行特性試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表2。2.3 試驗(yàn)分析從表2數(shù)據(jù)可知，PST系列非電量保護(hù)裝置中重動(dòng)中間繼電器動(dòng)作電壓均小于115V（50%額定 電壓）,故當(dāng)PST系列非電量保護(hù)裝置中重動(dòng)中間繼電器線圈正接線端接地時(shí)，由絕緣監(jiān)察裝 置分壓加到繼電器線圈兩端的電壓已高過(guò)其動(dòng)作電壓,繼電器必將發(fā)生誤動(dòng)。繼電保護(hù)及電網(wǎng)安全自動(dòng)裝置檢驗(yàn)條例已明確規(guī)定：所有直流繼電器的動(dòng)作電壓，不應(yīng)超過(guò) 額定電壓的70%，而其下限也不宜過(guò)低。對(duì)于出口中間繼電器，其值一般不低于50%額定電壓 。部頒反措中也規(guī)

9、定：由變壓器、電抗器瓦斯保護(hù)啟動(dòng)的中間繼電器，由于連線長(zhǎng)，電纜電 容大，為避免電源正極接地誤動(dòng)作，應(yīng)采用較大啟動(dòng)功率的中間繼電器。此次保護(hù)誤動(dòng)在于廠家在選擇二次保護(hù)裝置元件時(shí)，沒(méi)有嚴(yán)格執(zhí)行部頒反措要求,其重動(dòng) 中間繼電器動(dòng)作電壓較低。3 相應(yīng)對(duì)策及改進(jìn)措施由于非電量保護(hù)回路線芯接地時(shí)，有造成非電量保護(hù)誤動(dòng)跳閘的可能性，故采取了以下防 對(duì)策： 對(duì)變壓器非電量保護(hù)回路所用電纜芯線重新用1 000V絕緣搖表進(jìn)行搖測(cè),要求 對(duì)地絕緣電阻大于10M。對(duì)變壓器本體非電量保護(hù)回路所用的電纜接線盒、電纜保護(hù)管、電纜槽盒等做密封性核查 工作，避免雨水、雪水侵入降低回路絕緣水平。采用適當(dāng)提高變壓器本體非電量保護(hù)回路中重動(dòng)中間繼電器的工作電壓的方法。即在負(fù)電 源和重動(dòng)中間繼電器線圈間串接一電阻R(如圖1中PST-BT213本體壓力釋放非電量保護(hù)裝置回 路虛線框所示)，電阻R的選取，應(yīng)保證非電量保護(hù)重動(dòng)中間繼電器動(dòng)作時(shí)足夠的靈敏度和保 護(hù)回路必要的可靠性,并且所選取的電阻應(yīng)滿足熱穩(wěn)