顧亞琴

泰州市姜堰區(qū)供電公司 225500

摘要：電力變壓器是電力系統(tǒng)的有機(jī)組成部分，是非常重要的設(shè)備，為了保障電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，就需要應(yīng)用靈敏度高、原理簡(jiǎn)單的分相電流差動(dòng)保護(hù)或者零序電流差動(dòng)保護(hù)。零序電流差動(dòng)保護(hù)對(duì)于接地短路故障反應(yīng)靈敏度非常高，不會(huì)受到變壓器調(diào)壓分接頭因素的影響，勵(lì)磁涌流對(duì)于其影響也非常小，因此，零序電流差動(dòng)保護(hù)是現(xiàn)階段最為簡(jiǎn)單、可靠的裝置。本文主要分析變壓器零差保護(hù)相關(guān)技術(shù)探討及主變跳閘的原因和注意事項(xiàng)。

關(guān)鍵詞：變壓器零差保護(hù)相關(guān)技術(shù)；主變跳閘；分析

電力變壓器是電力系統(tǒng)的有機(jī)組成部分，是非常重要的設(shè)備，如果電力變壓器出現(xiàn)故障，將會(huì)給電力系統(tǒng)的安全帶來極為不利的影響，為了避免變壓器的運(yùn)行出現(xiàn)問題，變壓器需要設(shè)置差動(dòng)保護(hù)與瓦斯保護(hù)，其中，差動(dòng)保護(hù)屬于電氣量保護(hù)的一種。

變壓器差動(dòng)保護(hù)區(qū)中有原繞組與副繞組磁耦合，各種類型的差動(dòng)保護(hù)都存在過激磁工況與勵(lì)磁涌流下防止誤動(dòng)問題，勵(lì)磁涌流是非常復(fù)雜的，其內(nèi)部數(shù)據(jù)分散，在近年來電力系統(tǒng)靜止補(bǔ)償電容器的影響之下，導(dǎo)致內(nèi)部短路暫態(tài)的電流常常與勵(lì)磁涌流出現(xiàn)混淆。有關(guān)數(shù)據(jù)顯示，我國(guó)電力系統(tǒng)變壓器差動(dòng)保護(hù)正確率不足70%，為了保障電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，就需要應(yīng)用靈敏度高、原理簡(jiǎn)單的分相電流差動(dòng)保護(hù)或者零序電流差動(dòng)保護(hù)。

1 變壓器零序電流差動(dòng)保護(hù)特征分析

與同等容量的普通變壓器相比而言，自耦變壓器有很多優(yōu)勢(shì)，目前我國(guó)大多數(shù)高電壓等級(jí)大容量變壓器都是應(yīng)用自耦變壓器，為了提升接地故障保護(hù)動(dòng)作靈敏度與準(zhǔn)確度，就必須要配置好相應(yīng)的零序電流差動(dòng)保護(hù)措施。

零序電流差動(dòng)保護(hù)對(duì)于接地短路故障反應(yīng)靈敏度非常高，不會(huì)受到變壓器調(diào)壓分接頭因素的影響，勵(lì)磁涌流對(duì)于其影響也非常小，因此，零序電流差動(dòng)保護(hù)是現(xiàn)階段最為簡(jiǎn)單、可靠的裝置。但是，零序電流差動(dòng)保護(hù)也存在著一定的不足，其中最大的弊端就是零序電流差動(dòng)保護(hù)負(fù)荷電流與工作電壓檢驗(yàn)存在一定的困難，如果電流互感器或者二次接線出現(xiàn)極性錯(cuò)誤，就很容易出現(xiàn)電流差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)作的問題。

2 主變零差保護(hù)的應(yīng)用分析

雙繞組變壓器是應(yīng)用范圍最廣的變壓器，如果一側(cè)出現(xiàn)了單相接地短路的問題，其比率差動(dòng)保護(hù)的靈敏度就會(huì)受到嚴(yán)重的影響，實(shí)際上，變壓器零序差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作電流并不會(huì)受到變壓器調(diào)壓分接頭因素的影響，這就可以有效提升保護(hù)靈敏度。傳統(tǒng)零差保護(hù)是應(yīng)用了零序電流門檻跳閘的原理，從變壓器中性點(diǎn)位置接入，在運(yùn)動(dòng)以及啟動(dòng)時(shí)，中性點(diǎn)位置大都沒有電流的，在投產(chǎn)檢測(cè)時(shí)基本上不存在誤差問題。就現(xiàn)階段來看，常用的零序比率差動(dòng)保護(hù)零序電流都是裝置自產(chǎn)，二次零序電流由軟件負(fù)責(zé)調(diào)整，這就能夠避免系統(tǒng)出現(xiàn)接線問題，可以保障系統(tǒng)運(yùn)行的有效性。

3 某主變啟動(dòng)過程跳閘方式

2013年3月11日，某120MVA主變220KV側(cè)開關(guān)在從熱備用轉(zhuǎn)到主變充電過程中，主變開關(guān)出現(xiàn)了跳閘的問題，A、B保護(hù)柜中故障顯示為：“零序比率差動(dòng)動(dòng)作”，系統(tǒng)未啟動(dòng)故障錄波，檢查主變本體的外管顯示無異常，實(shí)施絕緣高壓試驗(yàn)、變比實(shí)驗(yàn)、直流電阻實(shí)驗(yàn)，均無異常，油樣色譜分析結(jié)果正常，因此可以斷定并非主變故障。

3.1 主變空投波形與TA暫態(tài)誤差

下圖圖1是I側(cè)電流與公共繞組側(cè)電流波形示意圖，其采樣速率為24點(diǎn)/周期，從圖中可以得出，公共繞組電流在空投階段就發(fā)生了畸變的問題，但是持續(xù)的時(shí)間并不長(zhǎng)，約為半個(gè)周期。I側(cè)C相電流波副約為0.5A，其公共繞組側(cè)電流出現(xiàn)嚴(yán)重的畸變，在空投初期，就出現(xiàn)暫態(tài)飽和的問題。

圖1

3.2 TA等值電路分析

TA等值電路詳見圖2。

圖2 TA等值電路

其中，I1、Z1分別為二次側(cè)一次電流與一次線圈阻抗，IU與ZU1屬于勵(lì)磁電流與勵(lì)磁阻抗，I2與Z2屬于TA二次電流與二次線圈阻抗，E2與ZL分別指感應(yīng)電勢(shì)與二次負(fù)載阻抗。

3.3 二次負(fù)載阻抗

如果主變公共繞組TA比值誤差共計(jì)10%，那么勵(lì)磁電流占比10%，二次電流I1與I2共計(jì)占比90%，公共繞組TA二次電流是5A，如果TA一次流入電流是TA一次電流的m倍，那么根據(jù)比例可以計(jì)算出m=2IU，實(shí)際測(cè)量結(jié)果顯示，主變公共繞組差動(dòng)變比數(shù)值是600/5，ZL為0.7Ω，R2為0.32Ω。

根據(jù)如上的計(jì)算結(jié)果可以得出，如果出現(xiàn)外部故障或者內(nèi)部故障，且公共繞組TA傳變?cè)谡７秶校琓A穩(wěn)態(tài)誤差控制在10%之內(nèi)即可滿足要求。

4 主變跳閘原因與對(duì)策探討

零差保護(hù)中的所有保護(hù)對(duì)象都是用電路進(jìn)行連接的，除了磁耦合獨(dú)立繞組，從原則上進(jìn)行分析，變壓器空載合閘產(chǎn)生的勵(lì)磁電流對(duì)于零差保護(hù)來說屬于穿越性電流，并不會(huì)產(chǎn)生不平衡電流。就現(xiàn)階段來看，初始運(yùn)行階段，為了提升微機(jī)差動(dòng)保護(hù)的運(yùn)行可靠性與靈敏性，需要將差動(dòng)保護(hù)比率與最小動(dòng)作值設(shè)置在較小的范圍中，如果變壓器在運(yùn)行過程中出現(xiàn)了區(qū)外故障問題，變壓器剩磁與空充階段數(shù)據(jù)不一致，就會(huì)導(dǎo)致TA的穩(wěn)態(tài)特性與暫態(tài)特性發(fā)生變化，就會(huì)出現(xiàn)誤動(dòng)作的問題。

對(duì)于系統(tǒng)的運(yùn)行而言，TA暫態(tài)特性會(huì)直接影響主變零差保護(hù)運(yùn)行的可靠性，為了避免主變跳閘問題的發(fā)生，對(duì)于主變零差保護(hù)側(cè)TA需要應(yīng)用同樣類型的設(shè)備，本系統(tǒng)主變零差保護(hù)使用的是10PTA，這與公共繞組中的LRD-35型TA存在著很大的差異，因此，主變空載合閘沖擊的過程中，就會(huì)出現(xiàn)TA暫態(tài)特性不同的問題，在這一因素的影響下，主變勵(lì)磁電流中產(chǎn)生的直流分量會(huì)致使公共繞組TA過于飽和，形成零差保護(hù)出口，因此，必須要將TA更換。

在接線方式上，一般的自耦變壓器零序電流差動(dòng)保護(hù)都是利用變壓器的中壓位置與高壓位置，公共繞組中的電流互感器高壓側(cè)與中壓側(cè)電流互感器表現(xiàn)的是負(fù)值，公共繞組的電流互感器也為負(fù)值，該種接線方式是適宜的。

5 結(jié)果

本研究與具體的工程結(jié)合，分析了變壓器零差保護(hù)的相關(guān)技術(shù)已經(jīng)主變跳閘的原因，結(jié)果顯示，本系統(tǒng)主變零差保護(hù)使用的是10PTA，這與公共繞組中的LRD-35型TA存在著很大的差異，因此，出現(xiàn)了主變跳閘問題。為了保障系統(tǒng)運(yùn)行的安全性與可靠性，應(yīng)該定期進(jìn)行檢驗(yàn)，如果發(fā)現(xiàn)異常，要及時(shí)進(jìn)行解決，避免由于跳閘給人們的生活與生產(chǎn)帶來損失。此外，電力企業(yè)還要加強(qiáng)對(duì)技術(shù)人員的培訓(xùn)與教育，提升他們的檢修水平與責(zé)任意識(shí)，改善他們的待遇水平，為他們提供進(jìn)修的機(jī)遇，將各種安全故障消除在萌芽，只有采取這種多元化的措施，才能夠真正提升電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全性。

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