探析變壓器并列運行定時限過電流保護動作

張佳仁

（寧夏紅寺堡揚水管理處，寧夏 中衛 755100）

探析變壓器并列運行定時限過電流保護動作

張佳仁

（寧夏紅寺堡揚水管理處，寧夏 中衛 755100）

結合泵站廠變定時限過電流保護跳閘，從變壓器的并列運行條件、試驗數據、微機保護校驗、現場運行數據分析了跳閘原因，結合實際情況闡述了環流產生的原因、危害和采取的措施。

變壓器；并列運行；變電所

隨著紅寺堡揚水管理處揚水生產任務的逐年增大，管理處14座揚水泵站，3座110 kV變電所，6座35 kV變電所的機電設備也逐年老化，各種問題和故障也不斷暴露，現結合發生在紅二泵站2#廠變定時限過電流保護跳閘故障進行分析。

1　故障現象

2015年4月8日2時19分，紅二泵站開啟3#電動機瞬間，2#廠變定時限過電流保護跳閘，動作故障電流：A相：17 A，B相：18 A，C相：19 A；2015年4月8日13時35分，開啟6#電動機瞬間，2#廠變定時限過電流保護跳閘，動作故障電流：A相：19 A，B相：19 A，C相：20 A；運行方式：1#、2#主變運行，10 kV母聯500斷路器斷開，10 kVⅠ段投運2#、4#、5#、7#機組、1#廠變，10 kVⅡ段投運8#機組、2#廠變，0.4 kV母聯投運，1#、2#廠變并列運行；1#、2#廠變運行檔位為：Ⅱ檔。

2　故障原因分析

2.1根據變壓器的并列運行條件分析

根據兩臺廠變的銘牌參數分析，這兩臺廠變滿足并列運行的3個條件。①變壓器的連結組相同，兩臺廠變的連結組標號都是Yyn0；②變壓器的變比相同，兩臺廠變的變比都是10 500/400；③變壓器的短路阻抗相同，兩臺廠變的短路阻抗分別是3.94%、3.93%。

2.2根據變壓器的試驗數據分析

1#廠變試驗數據：絕緣電阻：高壓-殼體15 000 MΩ，低壓-殼體15 000 MΩ，高壓-低壓15 000 MΩ；線圈直流電阻：高壓線圈Ⅱ檔直流電阻A-B=3.956 Ω，B-C=3.944 Ω，C-A=3.951 Ω；低壓線圈直流電阻a-O=2.368 mΩ，b-O=2.386 mΩ，c-O=2.49 mΩ；繞組的tgδ：電壓等級：10 kV，試驗電壓：10 kV，tgδ=2.013，繞組的泄漏電流：試驗電壓10 kV，泄漏電流：1 μA，加壓時間：1 min；交流耐壓試驗：試驗電壓：30 kV，加壓時間：1 min，泄漏電流0.1 μA。

2#廠變試驗數據：絕緣電阻：高壓-殼體5 000 MΩ，低壓-殼體5 000 MΩ，高壓-低壓5 000 MΩ；線圈直流電阻：高壓線圈Ⅱ檔直流電阻A-B=7.628 Ω，B-C=7.63 Ω，C-A=7.648 Ω；低壓線圈直流電阻a-O=3.59 mΩ，b-O=3.54 mΩ，c-O=3.574 mΩ；繞組的tgδ：電壓等級：10 kV，試驗電壓：10 kV，tgδ=1.56；繞組的泄漏電流：試驗電壓10 kV，泄漏電流：1 μA，加壓時間：1 min；交流耐壓試驗：試驗電壓：30 kV，加壓時間：1 min，泄漏電流0.1 μA。

根據兩臺廠變的絕緣電阻、繞組直流電阻、介質損耗、直流泄露電流、交流耐壓試驗的數據分析，對照《電力設備預防性試驗規程》，兩臺變壓器的試驗結論都合格。判斷結論：兩臺廠變正常且滿足運行條件，不影響定時限過電流保護跳閘。

2.3根據微機保護裝置定值分析

1#廠變高壓測SEL551微機保護裝置定值：電流互感器（CT）變比：30/5，定時限電流定值：4.2 A、0.5 S；速斷定值：50 A；2#廠變高壓測SEL551微機保護裝置定值：電流互感器（CT）變比：15/5，定時限電流定值：5.4 A、0.5 S；速斷定值：50 A；對照保護定值單和微機保護裝置上的定值數據都相同，同時又對微機保護裝置進行保護校驗工作且保護動作可靠，本次定時限過電流保護動作跳閘不屬于保護誤動作。

2.4根據變壓器的實際運行參數的記錄分析

表1　10 kV側、0.4 kV側負荷不變，1#廠變單獨運行

根據以上兩臺廠變的三種運行方式的運行數據可以看出，兩臺廠變單獨運行或解列運行電流數值都遠小于兩臺廠變并列運行電流值，尤其是2#廠變更為明顯（在負荷不變的情況下，2#廠變解列運行電流是1.26 A，并列運行的電流是9.01 A），由此可以判斷，影響本次定時限過電流保護跳閘的原因：一是兩臺廠變并列運行后產生環流，二是由于電動機的瞬時啟動電流是額定電流的6～8倍，在3#電動機啟動瞬間10 kVⅠ段電壓瞬時下降，10 kVⅠ、Ⅱ段電壓差值增大（10 kVⅠ電壓小于10 kVⅡ段電壓），使2#廠變并列運行電流增大至保護定值電流，造成2#廠變定時限過電流保護跳閘。

表2　10 KV側、0.4 KV側負荷不變，1#、2#廠變并列運行（400開關合閘）

3　環流產生的原因、危害和采取的措施

圖1　泵站的運行方式

產生環流的原因。根據當時泵站的運行方式（見圖1），兩臺主變解列運行，兩臺廠變并列運行，10 kVⅠ段投運4臺2 500 kW電動機和1#廠變，10 kVⅡ段投運1臺2 500 kW電動機和2#廠變，由于10 kVⅠ、Ⅱ段負荷分配不均，造成10 kVⅠ段母線電壓略低于10 kVⅡ母線電壓，從而造成兩臺廠變低壓側的電壓不等，并列后產生環流。在3#電動機啟動瞬間10 kVⅠ段電壓瞬時下降，10 kVⅠ、Ⅱ段電壓差值增大，環流電流也隨之增大。

產生環流的危害。根據前面所述，兩臺廠變的三種運行方式的運行數據可以清楚的看出，形成環流后，產生的危害有：一是增加變壓器的不必要的損耗；二是嚴重影響系統運行的穩定性。

采取的措施。結合泵站實際運行情況，針對此種情況，應采取的措施：一是兩臺廠變同時運行，建議不要并列運行；二是若兩臺廠變并列運行，建議10 kV母聯斷路器（500）投入運行，保證兩臺廠變在同一電壓等級下運行，低壓側不會產生電位差；三是保證10 kV兩段負荷分配平衡，在10 kV側不產生電位差；四是兩臺變壓器滿足并列運行條件。

主要參考文獻

［1］崔家佩，孟慶炎，陳永芳.電力系統繼電保護與安全自動裝置整定計算［M］.北京：中國電力出版社，1998.

［2］陳家斌.電氣設備故障檢測診斷方法及實例［M］.北京：中國水利水電出版社，2003.

10.3969/j.issn.1673 - 0194.2015.24.111

F279

A

1673-0194（2015）24-0139-02

2015-11-15