淺談變壓器跳閘事件的繼電保護(hù)動(dòng)作

黎玨強(qiáng)

（中國(guó)南方電網(wǎng)超高壓輸電公司梧州局，廣西南寧 543002）

淺談變壓器跳閘事件的繼電保護(hù)動(dòng)作

黎玨強(qiáng)

（中國(guó)南方電網(wǎng)超高壓輸電公司梧州局，廣西南寧 543002）

隨著我國(guó)的快速發(fā)展，電力設(shè)施建設(shè)也得到了有效的助推，目前，我國(guó)的電網(wǎng)已經(jīng)能覆蓋大多數(shù)地區(qū)，但是隨著電網(wǎng)的擴(kuò)大，問(wèn)題也逐漸顯現(xiàn)出來(lái)。其中，變壓器的跳閘就是經(jīng)常發(fā)生的，在電網(wǎng)出現(xiàn)故障時(shí)，變壓器會(huì)產(chǎn)生跳閘的反應(yīng)，這是對(duì)線路的有效保護(hù)，防止事故的擴(kuò)大，本文主要從一起變壓器跳閘事故進(jìn)行分析，探討它的繼電保護(hù)過(guò)程和原理，掌握其中的規(guī)律，并以此得出一些比較有用的預(yù)防對(duì)策，希望對(duì)我國(guó)的電力發(fā)展有所幫助。

變壓器 跳閘 繼電保護(hù)動(dòng)作

變壓器跳閘是對(duì)電力設(shè)施的有效保護(hù)，能夠減少故障帶來(lái)的損失，防止事態(tài)進(jìn)一步擴(kuò)大。但是，變壓器跳閘也會(huì)引起一些負(fù)面效果，例如影響電力的正常供應(yīng)、影響居民的用電等。因此，要對(duì)變壓器跳閘的原因有一個(gè)清楚的認(rèn)識(shí)，掌握跳閘的基本規(guī)律，在發(fā)生跳閘事故后能夠及時(shí)的找出原因，解決故障問(wèn)題，并在最短時(shí)間內(nèi)恢復(fù)供電。

1　事故概況

2009年4月6日23：05，一座110 kV的變電站內(nèi)的2號(hào)主變壓器發(fā)生跳閘現(xiàn)象，導(dǎo)致中壓側(cè)35kV的母線與低壓側(cè)10 kV的母線都失去電力供應(yīng)。事故前的電力供應(yīng)如圖1所示。

2　變壓器的運(yùn)行方式及事故處理經(jīng)過(guò)

圖中的A變電站的1號(hào)主變與三側(cè)開(kāi)關(guān)都處在熱備用的狀態(tài)，2號(hào)主變與三側(cè)開(kāi)關(guān)正常運(yùn)行，A與B之間的線路是主供線路，2號(hào)主變高壓側(cè)06開(kāi)關(guān)受電向35kV、10kV側(cè)供電，35kV側(cè)由母線向35kV的線路供電，其中35kV的一條線路向電石廠供電，當(dāng)時(shí)廠內(nèi)未開(kāi)機(jī)，開(kāi)關(guān)處于熱備用狀態(tài)，10kV的側(cè)線路與站用變運(yùn)行，負(fù)荷約為0.9MW。

當(dāng)時(shí)，A變電站的2號(hào)主變高壓側(cè)06開(kāi)關(guān)發(fā)生跳閘，指揮中心決定將2號(hào)主變改成熱備用狀態(tài)，把1號(hào)主變變成運(yùn)行狀態(tài)，這樣就使得A變電站的35 kV和10kV恢復(fù)了供電［1］。

3　現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查與試驗(yàn)

跳閘事故的當(dāng)天，A變電站的周圍是晴天的天氣，跳閘的前期，2號(hào)主變由復(fù)合電壓閉鎖過(guò)流II段保護(hù)動(dòng)作，06開(kāi)關(guān)發(fā)生跳閘。在檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)，2號(hào)主變壓器的瓦斯繼電器內(nèi)沒(méi)有氣體，變壓器一切正常，通往電石廠的35 kV線路的保護(hù)裝置當(dāng)時(shí)整組啟動(dòng)保護(hù)程序及復(fù)歸報(bào)文。

A變壓器的故障錄波裝置在故障發(fā)生時(shí)啟動(dòng)錄波，錄波的情況顯示一切良好。在發(fā)生跳閘的時(shí)間段內(nèi)，B變壓器的故障錄波裝置也處于啟動(dòng)的狀態(tài)，當(dāng)時(shí)在22開(kāi)關(guān)的地方出現(xiàn)了電流回路突然改變的情況。在發(fā)生故障期間，2號(hào)主變保護(hù)和二次回路都采取了檢查，檢查的結(jié)論顯示保護(hù)功能仍然是正常的，沒(méi)有存在什么異常，與反措的要求是對(duì)應(yīng)的。同時(shí)，也對(duì)變壓器的06與32開(kāi)關(guān)的電流互感器做了相關(guān)的檢查、測(cè)試，主要測(cè)試了伏安特性、變比、極性等內(nèi)容，測(cè)試的最終結(jié)果也顯示兩個(gè)電流互感器的變比、極性是正常的，沒(méi)有存在異常，所有的數(shù)值合性能都滿足相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和要求。當(dāng)時(shí)，通往電石廠的線路沒(méi)有斷電，只是對(duì)該線路進(jìn)行了外部檢查，沒(méi)有進(jìn)行相關(guān)的測(cè)試，34開(kāi)關(guān)以及它對(duì)應(yīng)的電流互感器與2號(hào)中壓側(cè)32開(kāi)關(guān)以及它對(duì)應(yīng)的電流互感器都是屬于同一個(gè)型號(hào)的，沒(méi)有什么差別，裝置的測(cè)試結(jié)果也沒(méi)有什么異常［2］。

圖1　

4　繼電保護(hù)動(dòng)作行為分析

在事故發(fā)生時(shí)，2號(hào)主變中壓側(cè)的32開(kāi)關(guān)有了明顯的電流突變，波形發(fā)生了較大的偏移，在50ms之后逐漸變得穩(wěn)定，但是整體的波形是不對(duì)稱的，存在許多諧波分量，二次電流的有效值在3.6A左右，中壓側(cè)電壓在0-800 ms的時(shí)間段內(nèi)有較小的變化，而且這種變化非常不容易觀察到，800ms-2660ms的時(shí)間段內(nèi)，波形的變化比較劇烈。中壓側(cè)的后備保護(hù)復(fù)壓過(guò)流整定值是5.3A，發(fā)生故障時(shí)的電流沒(méi)有達(dá)到保護(hù)的整定值，因此，中壓側(cè)后備保護(hù)沒(méi)有發(fā)生保護(hù)動(dòng)作。

在事故發(fā)生時(shí)，2號(hào)主變高壓側(cè)的06開(kāi)關(guān)同樣出現(xiàn)了電流突變的情況，整體的波形往一邊發(fā)生偏移，電流的有效值慢慢變大，三相電流的含諧波量比較明顯，它的有效值在4.3-5.8 A的范圍內(nèi)。高壓側(cè)的電壓也在0-800ms的時(shí)間段內(nèi)有較小的變化，它的變化也不是非常明顯，在800ms-2660ms的時(shí)間段內(nèi)，整體的波形有明顯的變化，與高后備保護(hù)復(fù)合電壓開(kāi)放條件相一致，它的過(guò)流整定值是3.7A，高壓側(cè)二次電流的數(shù)值大于整定值，在1.8s之后高后備復(fù)壓過(guò)流II段產(chǎn)生了繼電保護(hù)，06開(kāi)關(guān)發(fā)生跳閘。

在06開(kāi)關(guān)發(fā)生跳閘時(shí)，A站的所有保護(hù)裝置中只有一項(xiàng)發(fā)現(xiàn)了整組啟動(dòng)的情況，那就是通往電石廠的35 kV線路，其中的34開(kāi)關(guān)出現(xiàn)整組啟動(dòng)，由此可知，故障的發(fā)生原因是在通往電石廠的35kV線路上。06開(kāi)關(guān)的二次電流有效值在4.3-5.8 A范圍內(nèi)，一次電流在172-232A范圍內(nèi)，折算后的中壓側(cè)應(yīng)當(dāng)在525-713 A范圍內(nèi)，但是，32開(kāi)關(guān)的二次電流有效值是3.6A，換算后的一次側(cè)電流是288A，兩項(xiàng)計(jì)算結(jié)果存在明顯的差別，因此可以斷定中壓側(cè)電流互感器發(fā)生了飽和現(xiàn)象。

通往電石廠的35kV線路在當(dāng)時(shí)沒(méi)有連接故障錄波裝置，因此也就不知道它的保護(hù)裝置感受到的電流情況。在前兩年曾經(jīng)對(duì)電石線34段進(jìn)行諧波監(jiān)測(cè)，當(dāng)電石廠工作時(shí)，電流3次諧波分量占基波比率可高達(dá)37.91%，諧波分量的總和所占的基波比率高達(dá)80.64%。

通過(guò)調(diào)閱相關(guān)數(shù)值、文件，可以認(rèn)定發(fā)生故障時(shí)電石廠的線路存在問(wèn)題，使得34開(kāi)關(guān)的內(nèi)置電流互感器飽和達(dá)不到過(guò)流保護(hù)定值，32開(kāi)關(guān)的內(nèi)置電流互感器由于較大諧波飽和，達(dá)不到中后備復(fù)壓過(guò)流保護(hù)定值，2號(hào)主變高壓側(cè)感受到了含諧波量較大的故障電流，二次電流達(dá)到高后備復(fù)壓過(guò)流定值，高后備復(fù)壓過(guò)流II段保護(hù)動(dòng)作導(dǎo)致06開(kāi)關(guān)跳閘［3］。

5　結(jié)語(yǔ)

通過(guò)此次變壓器跳閘的繼電保護(hù)動(dòng)作分析，可以得出以下結(jié)論：一是在選擇電流互感器的型號(hào)時(shí)，不能只考慮它的穩(wěn)態(tài)伏安特性，還應(yīng)當(dāng)參考它的暫態(tài)特性，這種性質(zhì)對(duì)于一些大型工廠來(lái)說(shuō)是非常有必要的。二是要加強(qiáng)對(duì)電網(wǎng)內(nèi)的用戶的管理，當(dāng)用戶的諧波超標(biāo)時(shí)，要禁止他們的設(shè)備連接到電網(wǎng)內(nèi)，及時(shí)采取措施，當(dāng)治理合格之后，再允許他們接入電網(wǎng)。由此可見(jiàn)，變壓器跳閘的繼電保護(hù)對(duì)電力維修和維護(hù)帶來(lái)一定的困難，電力企業(yè)也要加強(qiáng)自身的技術(shù)水平，更加快速的找出故障的原因。

［1］張言權(quán).高壓電網(wǎng)繼電保護(hù)動(dòng)作后檢查方法探討［J］.廣東科技，2008（06）.

［2］梁秀梅.關(guān)于繼電保護(hù)動(dòng)作故障的解析［J］. 硅谷，2013（21）.

［3］孫翔.1992～1995年廣西電網(wǎng)繼電保護(hù)動(dòng)作統(tǒng)計(jì)分析［J］.廣西電力技術(shù)，1996（04）.