35kV變電站主變差動保護動作的分析與處理

張樹磊

摘要：本文通過對上海大屯能源股份有限公司姚橋煤礦東風(fēng)井35KV變電站變壓器差動保護動作報告的分析，從中找出故障所在，并在較為詳盡的分析基礎(chǔ)上作出正確的處理措施。

關(guān)鍵詞：變壓器差動保護；誤動作； CT繞組；飽和；分析

Abstract: Based on the analysis on the Dongfeng Coal Mine Shanghai Datun Energy Resources Co. Yaoqiao well 35KV substation transformer differential protection action report, find out the fault lies, and make a more detailed analysis on the basis of the correct measures to deal with.Key words: transformer differential protection; malfunction; CT winding; saturation; analysis

中圖分類號：TM411+.4 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：

0引言

變壓器的差動保護是變壓器的主保護，是按循環(huán)電流原理裝設(shè)的，主要用來保護雙繞組或三繞組變壓器繞組內(nèi)部及其引出線上發(fā)生的各種相間短路故障，同時也可以用來保護變壓器單相匝間短路故障，差動保護在正常運行和外部故障時不應(yīng)該動作。

姚橋煤礦東風(fēng)井35KV變電站自投運以來，發(fā)生2次由于外部故障導(dǎo)致#1、2主變差動保護動作的情況，嚴(yán)重威脅著煤礦供電安全。

原因分析

該變電站#1、2主變的接線組別均為Y/△-11，容量為3.15KVA，Ie1為1.73A，Ie2為2.88A，高壓側(cè)CT變比為150/5，低壓側(cè)CT變比為500/5。

通過調(diào)取微機保護故障報告，數(shù)據(jù)分析：

1.1 1#主變

查看“故障錄波數(shù)據(jù)”，波形如下：

圖1

圖2

從波形上看，應(yīng)該是穿越性故障，可能是6kV出線故障，低壓側(cè)電流的波形很正常，但高壓側(cè)電流的波形在故障發(fā)生時波形出現(xiàn)了嚴(yán)重的畸變。

從差動保護的計算上分析，將高壓側(cè)電流（Y/△-11相位校正）與對應(yīng)的低壓側(cè)電流（歸算到高壓側(cè)的電流）二者進行比對如下：

圖3

圖4

圖5

因裝置要求變壓器各側(cè)的差動電流互感器均為Y形接線，并要求各側(cè)均按同極性接入，即各側(cè)電流均以指向變壓器為正方向。實際的差動電流為求取的高低兩側(cè)電流的合值， 在差動CT接線正確的情況下，對Y/Y/△-11接線而言，與二者應(yīng)當(dāng)在幅值上相近、在相位上相反。

由上圖可明顯的看出圖中的A、B、C各相的兩波形基本滿足在幅值上相近、在相位上相反，因此可以斷定差動CT的接線沒有問題。差動保護動作的主要原因應(yīng)該是由于A、B、C三相高壓側(cè)電流波形的畸變而產(chǎn)生了差動電流。

由差動電流計算公式得出各采樣點的差動數(shù)據(jù)，其圖示如下：

圖6

從保護事項記錄中得到故障發(fā)生時差動動作電流為：Ida=8.87A、Idb=11.81A、Idc=19.25A。由于差動速斷保護不受二次諧波閉鎖，而C相差動電流值大于差動速斷定值（6），故差動速斷動作跳閘。

1.22#主變

1#主變差動跳閘后，6kV母聯(lián)備自投動作，外部故障引起的穿越性電流又流經(jīng)2#變內(nèi)部，引起2#變差動速斷動作。分析原理與1#變類似。錄波數(shù)據(jù)如下：

圖7

圖8

圖9

圖10

圖11

圖12

后臺保護事項歷史記錄中看出：

動作時A相差動電流值大于差動速斷定值（6），故差動速斷動跳閘。

2 結(jié)論

如上分析，由于主變高壓側(cè)二次電流波形的畸變，使得主變主保護裝置測得的主變高低壓側(cè)電流出現(xiàn)不平衡，產(chǎn)生了很大的差動電流，導(dǎo)致主變主保護差動速斷動作跳閘。經(jīng)查實變壓器高壓側(cè)CT分0.5和10P兩個繞組，而差動電流接的是0.5級的繞組，通常0.5級是用來接測量的，10P是用來接保護的，所以導(dǎo)致主變高壓側(cè)電流波形發(fā)生畸變的原因應(yīng)該是由于主變高壓側(cè)差動CT飽和而引起的。

申請#1、2主變停役，將#1、2主變高壓側(cè)CT繞組更換為10P級的保護繞組，并進行了相關(guān)的試驗。#1、2主變運行至今，沒有發(fā)生過由于外部故障切除，而導(dǎo)致#1、2主變差動保護動作的情況。

在礦區(qū)電網(wǎng)中，已發(fā)生過多次由于設(shè)計、安裝、調(diào)試等階段遺留的隱患，造成繼電保護裝置誤動作的事故，嚴(yán)重威脅了礦區(qū)電網(wǎng)的安全，所以我們要加強以下兩方面的工作：

1、嚴(yán)把設(shè)計、安裝、調(diào)試關(guān)。在發(fā)、輸、配電工程設(shè)計、初設(shè)審查、設(shè)備選型、安裝、調(diào)試、運行維護、預(yù)防性試驗等階段實施繼電保護技術(shù)監(jiān)督，在設(shè)備質(zhì)量全過程監(jiān)督中實行驗收簽字制度。

2、繼電保護是“牽一發(fā)，而動全身”的崗位，要加強對繼電保護人員的培訓(xùn)，繼電保護人員必須學(xué)習(xí)新保護的原理、性能及運行技術(shù)，保證新投產(chǎn)的設(shè)備能夠穩(wěn)定、正常地運行。

參考文獻：

[1] 趙遵廉，王梅義，孫正運，王玉玲，吳曉梅等，《電力系統(tǒng)繼電保護典型故障分析》中國版本圖書館CIP數(shù)據(jù)核字（2001）第10827號[M]。北京：中國電力出版社，2004。

[2]韓笑，趙景峰，邢素娟等，《電網(wǎng)微機保護測試技術(shù)》中國版本圖書館CIP數(shù)據(jù)核字（2005）第010362號[M]。北京：中國水利水電出版社，2005。

[3]山東積成電子股份有限公司，《CAT200系列——變壓器測控保護裝置技術(shù)使用說明書》。

注：文章內(nèi)所有公式及圖表請以PDF形式查看。