主变差动保护误动作原因分析热

主变差动保护误动作原因分析热

[ 作者：李继刚 | 转贴自：本站原创 | 点击数：137 | 更新时间：2009-8-17 | 文章录入：imste

2009年 第 4 期 ] (包头供电局 修试所，内蒙古 包头 014030)

摘 要：文章分析了 包头供电局110kV和平变电站2号主变空投时差动保护装置动作的主要原因，提出了整改措施 及应吸取的教训，避免同类事故的发生。 关键词：变压器；差动保护；励磁涌流；误动

中图分类号：TM772 文献标识码：A 文章编号：1007—6921(2009)04—0069—01 差动保护是变压器的主保护。大型变压器差动保护的拒动或误动，均会造成很大的经济损失 ，影响变压器差动保护动作可靠性的因素很多，空投变压器时的励磁涌流就是造成差动保护 误动作的原因之一。 2007年4月6日和平变2号主变系列设备预试，工作完毕。运行人员于19：45和平变2#主变 送电，空载合152断路器时，差动保护装置动作跳闸。 1 和平变电站的运行方式 和平变进线电源由昆河变送出T接至和平变111断路器，111断路器上110kV I母，通过110 断路器送到110kV II母带2#主变运行。电气一次设备联络如图1。

 2 事故经过

2007年4月6日和平变2号主变系列设备春查预试，工作结束后运行人员于当日19：45进行和 平变2#主变送电操作，空载合152断路器时，差动保护动作跳闸。保护动作后，现场检修人 员与运行人员对差动保护范围内的一次设备及二次回路、差动保护装置进行检查无异常。再 次试送2#主变，当合152断路器时差动保护再次动作跳闸。  3 动作原因分析 3.1 事故原因调查 检查差动保护范围内的一次设备、二次回路及差动保护装置均正常。

对2号主变进行了铁芯绝缘、高低压直阻、绝缘电阻试验和油色谱分析试验，各项试 验结果合格。

根据昆河变河钢线故障录波分析，造成和平变主变空载送电不成功的原因为差动保护装置躲 不过主变的励磁涌流所致。 3.2 励磁涌流产生的原因和特点 变压器的高、低压侧是通过电磁联系的，故仅在电源的一侧存励磁电流。在变压器空载 投入电源或外部故障切除后电压恢复过程中，会出现励磁涌流。特别是在电压为零时刻合闸 时，变压器铁芯中的磁通急剧增大，使铁芯瞬间饱和，这时出现数值很大的冲击励磁电流（ 可达5～10倍的额定电流），通常称为励磁涌流。  图2所示为和平变变压器空载合闸时的励磁涌流的波形图。由图可见，励磁涌流中含有 大量的非周期分量与高次谐波，因此励磁涌流已不是正弦波，且可能在最初瞬间完全偏于时 间轴的一侧。励磁涌流的大小和衰减速度，与合闸瞬间外加电压的相位、铁芯中剩磁的大小 和方向、电源容量、变压器的容量及铁芯材料等因素有关。对于三相变压器，无论任何瞬间 合闸，至少有两相会出现不同程度的励磁涌流。在最初几个周期内，励磁涌流的波形是间断 的。

励磁涌流的大小可达到额定电流的5～10倍，与短路电流相似，在变压器差动保护中，如不 采取措施消除励磁涌流的影响，必将导保护的误动作。防止励磁涌流误动，主要用短路电流 和 励磁涌流波形的差别来躲过励磁涌流。如用二次谐波制动的差动保护、用间断角闭锁原理的 差动保护，以及用判别波形畸变识别涌流的差动保护。 3.3 误动原因分析 和平变差动保护装置使用的是东方电子生产的DF3330型差动保护，2005年4月投入运行 。DF3330保护装置二次谐波闭锁的原理是采用三相差动电流中二次谐波与基波的比值作为励 磁涌流闭锁的判据，采用或门闭锁方式，即三相差流中某相判为励磁涌流，闭锁比率差动保 护。其制动关系如下：

Max（Icda2/Icda1，Icdb2/Icdb1，Icdc2/Icdc1）≥KXB

式中：Icda2、Icdb2、Icdc2 ——三相的差动二次谐波差动电流； Icda1、Icdb1、Icdc1 ——三相的基波差动电流。 三相电流中总有一相的二次谐波电流含量超过20%，一般选取15%～20%的比值便可以很好 地闭锁差动保护。因此选取三相中最大相电流来作为制动条件，就可以保证变压器空投或故 障切除后恢复供电时可靠闭锁差动保护装置。 和平变2号主变差动保护两次误动时的动作数据如下：

第一次：Ida=3.52A Idb=6.77AIdc=4.9A（差动动作电流） Iza=1.44A Izb=3.36AIzc=2.45A（差动制动电流） I2a=1.95A I2b=1.4AI2c=2.47A（二次谐波电流） 第二次：Ida=3.57A Idb=6.33A Idc=4.3A Iza=1.77A Izb=3.18A Izc=2.16A I2a=2.00A I2b=1.38A I2c=2.34A

从以上二次数据分析，二次谐波制动电流二次数据均大于基波电流的20%，按装置原理应能 闭锁差动保护，躲过主变空载合闸时的励磁涌流，初步判断差动保护装置躲励磁涌流能力差 。对保护装置进一步进行通电校验。校验中发现，二次谐波制动在23%才能制动，而在20%、 21%、22%制动电流下，装置均不制动。 通过以上分析校验，确定保护装置二次谐波制动存在较大误差，制动性能差是造成本次空投 变压器，差动保护动作的主要原因。 3.4 整改措施 更换差动保护装置。按照新投运设备的要求，对保护装置做全面细致的检查传动，保 证保护装置的各项功能正确。传动正确后，经过多次空投试验，差动保护均未动作。 春查预试中保护校验不全面，存在缺项、漏项现象，造成刚校验完的设备存在问题， 使保护装置不能投入运行，对用户晚送电，社会影响极大。今后在春查预试中要严格按照检 验规程逐条逐项做，避免类似事故的发生。 该保护装置投入运行不到两年即出现装置二次谐波制动误差大，制动性能差的现象。 因此保护厂家应引以为戒，努力提高产品质量，以免给用户造成经济损失。 当现场设备出现故障时，应进行全面细致的分析，才能确定排除故障的办法，绝不能 主观盲动，以免扩大事故范围。

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