探析變壓器并列運行定時限過電流保護動作

張佳仁

（寧夏紅寺堡揚水管理處，寧夏 中衛(wèi) 755100）

探析變壓器并列運行定時限過電流保護動作

張佳仁

（寧夏紅寺堡揚水管理處，寧夏 中衛(wèi) 755100）

結合泵站廠變定時限過電流保護跳閘，從變壓器的并列運行條件、試驗數(shù)據(jù)、微機保護校驗、現(xiàn)場運行數(shù)據(jù)分析了跳閘原因，結合實際情況闡述了環(huán)流產生的原因、危害和采取的措施。

變壓器；并列運行；變電所

隨著紅寺堡揚水管理處揚水生產任務的逐年增大，管理處14座揚水泵站，3座110 kV變電所，6座35 kV變電所的機電設備也逐年老化，各種問題和故障也不斷暴露，現(xiàn)結合發(fā)生在紅二泵站2#廠變定時限過電流保護跳閘故障進行分析。

1　故障現(xiàn)象

2015年4月8日2時19分，紅二泵站開啟3#電動機瞬間，2#廠變定時限過電流保護跳閘，動作故障電流：A相：17 A，B相：18 A，C相：19 A；2015年4月8日13時35分，開啟6#電動機瞬間，2#廠變定時限過電流保護跳閘，動作故障電流：A相：19 A，B相：19 A，C相：20 A；運行方式：1#、2#主變運行，10 kV母聯(lián)500斷路器斷開，10 kVⅠ段投運2#、4#、5#、7#機組、1#廠變，10 kVⅡ段投運8#機組、2#廠變，0.4 kV母聯(lián)投運，1#、2#廠變并列運行；1#、2#廠變運行檔位為：Ⅱ檔。

2　故障原因分析

2.1根據(jù)變壓器的并列運行條件分析

根據(jù)兩臺廠變的銘牌參數(shù)分析，這兩臺廠變滿足并列運行的3個條件。①變壓器的連結組相同，兩臺廠變的連結組標號都是Yyn0；②變壓器的變比相同，兩臺廠變的變比都是10 500/400；③變壓器的短路阻抗相同，兩臺廠變的短路阻抗分別是3.94%、3.93%。

2.2根據(jù)變壓器的試驗數(shù)據(jù)分析

1#廠變試驗數(shù)據(jù)：絕緣電阻：高壓-殼體15 000 MΩ，低壓-殼體15 000 MΩ，高壓-低壓15 000 MΩ；線圈直流電阻：高壓線圈Ⅱ檔直流電阻A-B=3.956 Ω，B-C=3.944 Ω，C-A=3.951 Ω；低壓線圈直流電阻a-O=2.368 mΩ，b-O=2.386 mΩ，c-O=2.49 mΩ；繞組的tgδ：電壓等級：10 kV，試驗電壓：10 kV，tgδ=2.013，繞組的泄漏電流：試驗電壓10 kV，泄漏電流：1 μA，加壓時間：1 min；交流耐壓試驗：試驗電壓：30 kV，加壓時間：1 min，泄漏電流0.1 μA。

2#廠變試驗數(shù)據(jù)：絕緣電阻：高壓-殼體5 000 MΩ，低壓-殼體5 000 MΩ，高壓-低壓5 000 MΩ；線圈直流電阻：高壓線圈Ⅱ檔直流電阻A-B=7.628 Ω，B-C=7.63 Ω，C-A=7.648 Ω；低壓線圈直流電阻a-O=3.59 mΩ，b-O=3.54 mΩ，c-O=3.574 mΩ；繞組的tgδ：電壓等級：10 kV，試驗電壓：10 kV，tgδ=1.56；繞組的泄漏電流：試驗電壓10 kV，泄漏電流：1 μA，加壓時間：1 min；交流耐壓試驗：試驗電壓：30 kV，加壓時間：1 min，泄漏電流0.1 μA。

根據(jù)兩臺廠變的絕緣電阻、繞組直流電阻、介質損耗、直流泄露電流、交流耐壓試驗的數(shù)據(jù)分析，對照《電力設備預防性試驗規(guī)程》，兩臺變壓器的試驗結論都合格。判斷結論：兩臺廠變正常且滿足運行條件，不影響定時限過電流保護跳閘。

2.3根據(jù)微機保護裝置定值分析

1#廠變高壓測SEL551微機保護裝置定值：電流互感器（CT）變比：30/5，定時限電流定值：4.2 A、0.5 S；速斷定值：50 A；2#廠變高壓測SEL551微機保護裝置定值：電流互感器（CT）變比：15/5，定時限電流定值：5.4 A、0.5 S；速斷定值：50 A；對照保護定值單和微機保護裝置上的定值數(shù)據(jù)都相同，同時又對微機保護裝置進行保護校驗工作且保護動作可靠，本次定時限過電流保護動作跳閘不屬于保護誤動作。

2.4根據(jù)變壓器的實際運行參數(shù)的記錄分析

表1　10 kV側、0.4 kV側負荷不變，1#廠變單獨運行

根據(jù)以上兩臺廠變的三種運行方式的運行數(shù)據(jù)可以看出，兩臺廠變單獨運行或解列運行電流數(shù)值都遠小于兩臺廠變并列運行電流值，尤其是2#廠變更為明顯（在負荷不變的情況下，2#廠變解列運行電流是1.26 A，并列運行的電流是9.01 A），由此可以判斷，影響本次定時限過電流保護跳閘的原因：一是兩臺廠變并列運行后產生環(huán)流，二是由于電動機的瞬時啟動電流是額定電流的6～8倍，在3#電動機啟動瞬間10 kVⅠ段電壓瞬時下降，10 kVⅠ、Ⅱ段電壓差值增大（10 kVⅠ電壓小于10 kVⅡ段電壓），使2#廠變并列運行電流增大至保護定值電流，造成2#廠變定時限過電流保護跳閘。

表2　10 KV側、0.4 KV側負荷不變，1#、2#廠變并列運行（400開關合閘）

3　環(huán)流產生的原因、危害和采取的措施

圖1　泵站的運行方式

產生環(huán)流的原因。根據(jù)當時泵站的運行方式（見圖1），兩臺主變解列運行，兩臺廠變并列運行，10 kVⅠ段投運4臺2 500 kW電動機和1#廠變，10 kVⅡ段投運1臺2 500 kW電動機和2#廠變，由于10 kVⅠ、Ⅱ段負荷分配不均，造成10 kVⅠ段母線電壓略低于10 kVⅡ母線電壓，從而造成兩臺廠變低壓側的電壓不等，并列后產生環(huán)流。在3#電動機啟動瞬間10 kVⅠ段電壓瞬時下降，10 kVⅠ、Ⅱ段電壓差值增大，環(huán)流電流也隨之增大。

產生環(huán)流的危害。根據(jù)前面所述，兩臺廠變的三種運行方式的運行數(shù)據(jù)可以清楚的看出，形成環(huán)流后，產生的危害有：一是增加變壓器的不必要的損耗；二是嚴重影響系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。

采取的措施。結合泵站實際運行情況，針對此種情況，應采取的措施：一是兩臺廠變同時運行，建議不要并列運行；二是若兩臺廠變并列運行，建議10 kV母聯(lián)斷路器（500）投入運行，保證兩臺廠變在同一電壓等級下運行，低壓側不會產生電位差；三是保證10 kV兩段負荷分配平衡，在10 kV側不產生電位差；四是兩臺變壓器滿足并列運行條件。

主要參考文獻

［1］崔家佩，孟慶炎，陳永芳.電力系統(tǒng)繼電保護與安全自動裝置整定計算［M］.北京：中國電力出版社，1998.

［2］陳家斌.電氣設備故障檢測診斷方法及實例［M］.北京：中國水利水電出版社，2003.

10.3969/j.issn.1673 - 0194.2015.24.111

F279

A

1673-0194（2015）24-0139-02

2015-11-15