35kV主變差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)作事故的探討

薛文忠　李樟

摘要：文章講述的事故是某公司35kV中央變電所10kV電路故障中的主變差動(dòng)防護(hù)措施，在測(cè)試地點(diǎn)的防護(hù)設(shè)施對(duì)事故的捕捉、保障設(shè)備對(duì)事故的記錄、確保裝置特性試驗(yàn)的開展以及電流的相互感應(yīng)裝置等進(jìn)行了全面的、深入的探究，尋求發(fā)生此保護(hù)動(dòng)作的原因所在，并盡可能地找到合理解決此事故的方案和辦法。

關(guān)鍵詞：變壓器；差動(dòng)防護(hù)；線路短路；相互感應(yīng)裝置

中圖分類號(hào)：TM343 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-2374（2013）14-0105-02

2012年在某公司35kV中央變電所10kVⅠ段線路發(fā)生了一起短路事件，該短路事件發(fā)生的原因在于10kV線路Ⅰ段上水線三相金屬導(dǎo)致的短路。在發(fā)生短路現(xiàn)象時(shí)，線路會(huì)在最短時(shí)間內(nèi)中斷電流，這樣可以有效地保護(hù)好動(dòng)作跳閘。在該過程中，誤動(dòng)作的出口主要受1#主變差動(dòng)的保護(hù)，而隨之會(huì)影響到1#的主變高和低壓側(cè)的開關(guān)，在這一系列的影響之下，最終導(dǎo)致了全站的電路被中斷。

1 事故發(fā)生的過程

事故發(fā)生時(shí)，其電站的線路連接如下圖1所示：

將上述的所有數(shù)值相互比較，容易發(fā)現(xiàn)Ⅰ段671開關(guān)是的瞬時(shí)電流速斷防護(hù)動(dòng)作執(zhí)行的時(shí)間要比1#主變差動(dòng)防護(hù)動(dòng)作執(zhí)行的時(shí)間要提前很多，大概時(shí)間差在12ms前后。并且，Ⅰ段671開關(guān)保護(hù)是正確性的動(dòng)作。

3 故障發(fā)生的起因

3.1 對(duì)1#主變本體的系統(tǒng)排查

在對(duì)1#主變本體進(jìn)行系統(tǒng)排查時(shí)，不但囊括了主變壓器的主體、套管和母線，還囊括了有主變高壓的側(cè)開關(guān)和低壓側(cè)開關(guān)等故障地點(diǎn)的所有設(shè)備的全面排查。最后，還要將檢查的結(jié)果與原測(cè)試的結(jié)果展開詳細(xì)的分析和對(duì)比，之后的結(jié)果需要符合有關(guān)的詳細(xì)規(guī)范。

3.2 針對(duì)主變壓器差動(dòng)防護(hù)整定值的的探析

3.2.1 差動(dòng)平衡系數(shù)的計(jì)算。在計(jì)算差動(dòng)平衡系數(shù)時(shí)，必須預(yù)先給一組變量賦值：假定差動(dòng)最小動(dòng)作電流為所附的值，具體來說是1.149A；差動(dòng)比率系數(shù)也為固定的數(shù)，數(shù)值為0.49；二次諧波制動(dòng)的系數(shù)值為0.149，而差動(dòng)速斷電流的數(shù)值為19.11A，它也為定值。

在計(jì)算差動(dòng)平衡系數(shù)時(shí)，差動(dòng)保護(hù)平衡的系數(shù)可以根據(jù)自己的喜好任意地選擇一側(cè)作為計(jì)算的基數(shù)，在以主變高壓一側(cè)為二次電流的基準(zhǔn)之上展開計(jì)算，由此可知，高壓側(cè)平衡的系數(shù)為1。具體的計(jì)算公式如下所示：

平衡系數(shù)=（高壓側(cè)電流互感器變化/中壓側(cè)電流互感器變化）/（變壓器變比-）

依據(jù)上式能夠得出平衡系數(shù)值，它的值為0.82477，所以，實(shí)際取得的平衡系數(shù)的數(shù)值即為0.82477。

3.2.2 差動(dòng)最小動(dòng)作電流數(shù)值。由文章數(shù)值可以得知，變壓器為8MVA，35/10kV。很容易看出，變壓器在低壓端運(yùn)算出的一次額定的電流值為461.88A，而在低壓端的二次電流的數(shù)值卻僅有4.60A。再將上述的計(jì)算結(jié)果和低壓側(cè)的平衡系數(shù)相乘，其結(jié)果為3.82A。我們可以推測(cè)出，差動(dòng)最小動(dòng)作的電流的變壓器額定的電流數(shù)值在30%～55%這個(gè)范圍內(nèi)波動(dòng)。而差動(dòng)保護(hù)實(shí)際所取的額定電流的數(shù)值為最小值30%，它所對(duì)應(yīng)的動(dòng)作電流值為1.142A，在現(xiàn)實(shí)的整定中，動(dòng)作電流值是1.15A。

3.2.3 比率制動(dòng)、諧波制動(dòng)系數(shù)大小以及最小制動(dòng)電流的整定。經(jīng)過運(yùn)算得知，比率制動(dòng)的系數(shù)整定值為0.54；而諧波制動(dòng)的系數(shù)去取整數(shù)定值為0.15，在這個(gè)范圍內(nèi)的數(shù)值均是與運(yùn)算規(guī)范文件中的要求相符。

3.2.4 差流速斷運(yùn)算。假設(shè)差流速斷免去了變壓器所具有的勵(lì)磁涌流，在這種情況下導(dǎo)致的最可怕的外部故障是會(huì)引發(fā)不平衡電流以及電流互感器飽和程度太高等偶然性的狀況，而這時(shí)實(shí)際的防護(hù)速斷動(dòng)作電流的整定值大概是19.12A。

依據(jù)上面的運(yùn)算過程來看，主變壓器差動(dòng)防護(hù)所取的整定值的計(jì)算過程是科學(xué)合理的而最后計(jì)算的數(shù)值也是合理的。在這個(gè)數(shù)值范圍內(nèi)，不會(huì)導(dǎo)致保護(hù)動(dòng)作的發(fā)生。

3.3 保護(hù)裝置的特性試驗(yàn)

在對(duì)安全設(shè)施的最小動(dòng)作電流、比率制動(dòng)系數(shù)、二次諧波制動(dòng)系數(shù)值等進(jìn)行全面的數(shù)值計(jì)算及試驗(yàn)時(shí)，一般情況下會(huì)選取保護(hù)裝置試驗(yàn)儀展開系統(tǒng)的測(cè)試和調(diào)試，只需運(yùn)算的結(jié)果與運(yùn)算的詳細(xì)要求相符，并且沒有出現(xiàn)電流回路的松動(dòng)或是斷線等緊急的情況，就能有效地維護(hù)線路的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，而不會(huì)引起保護(hù)裝置發(fā)生保護(hù)動(dòng)作。

3.4 主變壓器差動(dòng)回路的二次線路的整合

2011年的年末，35kV中央變電所隱患治理中進(jìn)行了全方位的、綜合性的變革，所有二次接線及電流互感器都進(jìn)行了試驗(yàn)或更換。在這次事故過程中，值得注意的是在清理規(guī)程中首先著重開展的是電流二次回路接線，由此可見，電流二次回路接線在整個(gè)電路中的重要作用。

在主變壓器的本體中，采用的是Y/-11的接線方式。所以，在電流的兩側(cè)，同相相位是不協(xié)調(diào)的，也就是二者之間是不一致的。而通常情況下，三相對(duì)稱時(shí)，主變壓器的低壓側(cè)的二次電流會(huì)高于高壓側(cè)的二次電流，其電流的大小是30°，在需要先進(jìn)安全防護(hù)設(shè)備時(shí)，低壓側(cè)的電流互感器所采取的是呈星狀的連線方式，對(duì)于兩側(cè)相等的二次電流，由于雙方之間有相位差，所以安全設(shè)備針對(duì)其差值采取了平衡性的處置，必須通過檢查之后方能符合技術(shù)的詳細(xì)要求和制定的規(guī)范性文件。

在核對(duì)電流互感器是時(shí)，覺察出在高壓側(cè)的方法已經(jīng)被大眾廣泛地實(shí)施到了很多的視頻監(jiān)控體系中。而經(jīng)過多年的工作實(shí)踐總結(jié)得知，在這套方案的規(guī)劃基礎(chǔ)之上可以開展的步進(jìn)式電機(jī)控制系統(tǒng)所付出的成本較少，而檢測(cè)的結(jié)果的精度也較高，自動(dòng)適應(yīng)的能力比其他系統(tǒng)的能力強(qiáng)得多，可靠性也位居前列。

4 結(jié)語(yǔ)

針對(duì)此次事故發(fā)生的原因展開深入的分析，繼電保護(hù)調(diào)試人員不僅要充分地掌握設(shè)備的具體操作流程和性能的把握，還要掌握其具體操作的規(guī)律，一旦發(fā)現(xiàn)主變差動(dòng)保護(hù)進(jìn)入投入狀態(tài)之后，必須深入檢查其差流值，正常的數(shù)值范圍確保在3%二次定額數(shù)值以下。

在調(diào)試現(xiàn)場(chǎng)的保護(hù)裝置對(duì)事故的記錄、確保裝置特性試驗(yàn)的開展以及電流的相互感應(yīng)裝置等進(jìn)行了全面的、深入的探究，尋求發(fā)生此保護(hù)動(dòng)作的原因所在，并盡可能地找到合理解決此事故的方案和措施，從而有效地維護(hù)電網(wǎng)的安全運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)

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[3] 吳聚業(yè)，等.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)[M].北京：中國(guó)電力出版社，2006.

作者簡(jiǎn)介：薛文忠（1979—），男，河南修武人，修武縣電業(yè)局助理工程師，研究方向：電力系統(tǒng)繼電保護(hù)及自動(dòng)化；李樟（1979—），男，河南修武人，修武縣電業(yè)局助理工程師，研究方向：電力系統(tǒng)繼電保護(hù)及自動(dòng)化。

（責(zé)任編輯：趙秀娟）