Dyn11接線變壓器事故跳閘分析及處理

徐玉輝

（大唐哈爾濱第一熱電廠，哈爾濱 150078）

發(fā)電廠生產(chǎn)過程中發(fā)生電氣故障時，正確分析判斷，采取有針對性的處理措施，可以節(jié)省大量的時間和人力，將事故損失降至最低。星角接線的變壓器一、二次側(cè)電氣量在經(jīng)過星角變換后其幅值和相位發(fā)生變化，增加了判斷和分析故障的復雜性。某發(fā)電廠的一次Dyn11接線變壓器跳閘事故處理過程中，運用向量分析方法對變壓器模擬量幅值及相位進行分析，快速和準確地判斷出故障原因，并依據(jù)分析結(jié)論，靶向處理，成功排除故障。

1 系統(tǒng)接線及變壓器參數(shù)

發(fā)電廠220kV 母線采用雙母線接線，接有2臺發(fā)電機、2臺主變壓器、1臺啟動/備用變壓器和2條線路。事故分析所涉及的2臺6kV 變壓器分別接至2臺機的6kV 廠用母線，可經(jīng)2臺機的高壓廠用變壓器、20kV 母線、主變壓器或啟備用變壓器、220 kV 母線環(huán)網(wǎng)運行；2 號脫硫變壓器保護為CSC－241C數(shù)字式廠用變壓器保護測控裝置、CSC－241A數(shù)字式變壓器差動保護裝置。高壓側(cè)電流互感器（TA）變比300/5；低壓側(cè)TA 變比5000/5。2 臺SG10－2000/10型Dyn11接線的脫硫變壓器的相關參數(shù)見表1（因2臺脫硫變壓器參數(shù)相同，故只列出1臺）。

表1 2臺SG10－2000/10型Dyn11接線的脫硫變壓器參數(shù)

2 事故前運行方式及事故經(jīng)過

2.1 事故前運行方式

220kV 系統(tǒng)雙母線運行，母聯(lián)6610 斷路器在合閘狀態(tài)；220kVⅠ母線上運行元件為啟動備用變壓器、熱南甲線，220kVⅡ母線上運行元件為熱南乙線、2 號發(fā)電機－變壓器組；1 號發(fā)電機－變壓器組檢修；啟動/備用變壓器帶6kV 廠用ⅠA 段、6kV廠用ⅠB段運行；2 號發(fā)電機通過2 號高壓廠用變壓 器帶6kV 廠 用ⅡA 段、6kV 廠 用ⅡB 段 運 行；6 kV 廠用ⅠA 段經(jīng)1號脫硫變壓器帶380V 脫硫PCⅠ段，并經(jīng)脫硫PC段聯(lián)絡斷路器帶380V 脫硫PCⅡ段運行，2號脫硫變壓器檢修。

2.2 事故經(jīng)過

6kV2號脫硫變壓器由檢修轉(zhuǎn)運行，運行人員拆除安全措施、測絕緣合格并檢查設備無異常后進行送電操作，合上2號脫硫變壓器高壓側(cè)斷路器充電正常，05：51合上2號脫硫變壓器低壓側(cè)斷路器與運行母線（由1號脫硫變壓器帶）環(huán)并時，2號脫硫變壓器差動速斷保護動作，2號脫硫變壓器高壓側(cè)斷路器和低壓側(cè)斷路器跳閘，差動速斷保護動作電流（差流）29.84 A。經(jīng)檢查設備外觀無明顯異常，停電測絕緣合格。斷開380V 脫硫PCⅠ、Ⅱ段母聯(lián)斷路器后，由2號脫硫變壓器帶380V 脫硫PCⅡ段空母線送電合閘成功，07：19時2 號脫硫變壓器再次跳閘，差動保護動作，差流4.08A。

3 差動保護動作原因分析

a.1、2號脫硫變壓器在此之前已經(jīng)正常運行了幾年，1號脫硫變壓器并未經(jīng)過改動，而2號脫硫變壓器送電前經(jīng)過檢修，從故障的現(xiàn)象判斷有2號脫硫變壓器一次側(cè)接線錯誤導致故障的可能，差動保護動作可能性分析見表2。

表2 差動保護動作可能性分析 A

通過以上分析，說明變壓器差動保護動作并不是由于保護范圍內(nèi)存在短路故障引起的，是其他原因使差動回路出現(xiàn)異常的差流所致。

b.再次合上2號脫硫變壓器高壓側(cè)斷路器，在低壓側(cè)斷路器處進行核相［1－2］，380V 脫硫PCⅡ段母線此時由1號脫硫變壓器經(jīng)380V 脫硫PCⅠ段及聯(lián)絡斷路器帶運行，2號脫硫變壓器空載，其低壓側(cè)斷路器的變壓器側(cè)和斷路器的母線側(cè)（即1號脫硫變壓器低壓側(cè)電壓）分別測得電壓的幅值和相位數(shù)據(jù)見表3。

表3 故障時2臺脫硫變壓器二次側(cè)各相間電壓 V

從所測得的數(shù)據(jù)看，2號脫硫變壓器和1 號脫硫變壓器接線組別不同。差動保護動作可能是由于一次側(cè)接線改變，而變壓器差動保護電流互感器二次回路并未改變接線，即使流過正常負荷的電流在差動回路中也會產(chǎn)生較大的差流，導致差動保護動作，而接線組別不同的2臺變壓器并列產(chǎn)生很大的環(huán)流，達到了差動速斷保護的動作值。

4 向量分析及措施

4.1 向量分析

由于2號脫硫變繞組接線形式為角星接線，從所測得的數(shù)據(jù)也不能直觀地判斷出所接錯的相別。根據(jù)在核相時所測得的數(shù)據(jù)利用向量分析法，判斷變壓器接線組別的改變情況，指導恢復正確的接線。

Dyn接線變壓器的繞組接線示意圖見圖1到圖6［3－6］。

1號脫硫變壓器接線方式為Dyn11接線，見圖1。2號脫硫變壓器正確接線方式也為Dyn11接線，但由于一次側(cè)接線改變，所以此時2號脫硫變的接線組別也已改變，不再是Dyn11接線。

以1號脫硫變壓器低壓側(cè)電壓向量為參考向量（即在2號脫硫變壓器低壓側(cè)斷路器母線側(cè)所測得的電壓向量），相當于2號脫硫變壓器在接線正確的情況下的電壓向量（見圖1）。一次側(cè)A、B、C 三相角接，在二次側(cè)對應繞組中感應出的電壓的向量方向為：a相電壓向量對應于一次側(cè)的AB 相間線電壓向量；b相電壓向量對應于一次側(cè)的BC相間線電壓向量；c相電壓向量對應于一次側(cè)的CA 相間線電壓向量。對應的二次側(cè)三相電壓向量見圖1，其他5種接線方式見圖2至圖6。

通過向量圖可以理論計算出ua1－ua，ua1－ub，ua1－uc，ub1－ua，ub1－ub，ub1－uc，uc1－ua，uc1－ub，uc1－uc間的電壓，用實測的電壓數(shù)值和相位與理論計算值進行比較就可以確定當時的接線組別并有針對性地改至正確接線。變壓器二次額定線電壓為400V，正常運行線電壓為ul＝380V，相電壓為up＝220V，由向量圖分析得在Dyn5接線與Dyn11接線二次電壓間的關系理論計算值［7］如下：

ua1－ua＝2up＝440V （ua1與ua間相差180°）

ub1－ub＝up＝220V （ub1與ub間相差60°）

uc1－uc＝up＝220V （uc1與uc間相差60°）

同法可得：

圖1 Dyn11接線

圖2 Dyn5接線

圖3 Dyn1接線

ua1－ub＝ua1－uc＝220V

ub1－ua＝uc1－ua＝220V

ub1－uc＝uc1－ub＝440V

計算所得的2臺脫硫變壓器二次電壓幅值和相位關系與故障時實測的數(shù)據(jù)相符。

用同樣的方法將其他4種接線方式的計算值與實測數(shù)據(jù)相比較都不相符，故可確定故障是由于變壓器一次側(cè)A、B相接反，造成2臺脫硫變在接線組別不同的情況下并列導致的。

4.2 處理措施

經(jīng)檢修人員確認，變壓器檢修時，一次角形側(cè)接線曾經(jīng)拆動過未做標記及記錄，接線時是憑電纜的相色接的線，無法記清原來的接線位置，因此無法直接確認所改動接線的相別，如果在2號脫硫變壓器的一次側(cè)依次改動接線，在低壓側(cè)核相，則需要多次停送電消耗大量的時間和人力，并增加工作的危險性。由于2號脫硫變壓器繞組接線形式為角星接線，從所測得的數(shù)據(jù)也不能直觀地判斷出所接錯的相別。根據(jù)在該相時所測得的數(shù)據(jù)利用向量分析法，判斷變壓器接線組別的改變情況，指導恢復正確的接線，將2號脫硫變壓器停電，將高壓側(cè)斷路器至變壓器高壓側(cè)A、B 相電纜拆開校線，確認了A、B相電纜接錯位置，糾正接線后送電。再次合上高壓側(cè)斷路器，在低壓側(cè)斷路器兩側(cè)核相，所測得的數(shù)據(jù)見表4。

表4 糾正接線后2臺脫硫變壓器二次側(cè)各相之間的電壓 V

ua＝ub＝uc＝229Vuab＝ubc＝uac＝396V

ua1＝ub1＝uc1＝226Vua1b1＝390Vub1c1＝393Vua1c1＝392V

圖4 Dyn3接線

圖5 Dyn9接線

圖6 Dyn7接線

測得的數(shù)據(jù)說明：倒相后2臺脫硫變的接線組別相同，故障消除，設備運行正常。此次處理接線變壓器故障證明，對新裝或變動過內(nèi)外內(nèi)外連接線的變壓器，并列前必須核定相位［8］。依據(jù)測量數(shù)據(jù)，經(jīng)過必要理論分析，熟練掌握和運用向量分析的方法，可使電氣事故處理過程簡單、迅速、有的放矢，達到事半功倍的目的。

［1］ 林正馨.電力系統(tǒng)繼電保護［M］.北京：水利電力出版社.1985.

［2］ 劉萬順.電力系統(tǒng)故障分析［M］.北京：水利電力出版社，1986.

［3］ 國家電力調(diào)度通信中心.電力系統(tǒng)繼電保護實用技術(shù)問答［M］.北京：中國電力出版社，2000.

［4］ 羅慰擎.電機學［M］.北京：水利電力出版社，1986.

［5］ 楊玉榮.電機學［M］.長春：吉林大學出版社，1995.

［6］ 湯蘊 ，史乃.電機學［M］.北京：機械工業(yè)出版社，2009.

［7］ 賈文貴.電工基礎［M］.北京：水利電力出版社，1992.

［8］ DL/T 572－95，電力變壓器運行規(guī)程［S］.