220kV主變繼電保護(hù)誤動(dòng)原因

王曉嬌++居鴻++朱志云

摘 要主變繼電保護(hù)指的是對(duì)變電站的總降壓變壓器的正常運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行保護(hù)，并在其發(fā)生電力故障時(shí)，自動(dòng)提供解決措施。但是在實(shí)際的運(yùn)行過(guò)程中，當(dāng)電壓為220kV時(shí)，總會(huì)出現(xiàn)一些差動(dòng)保護(hù)，影響了變壓器功能的發(fā)揮，使用戶用電受到了困擾。電力企業(yè)相關(guān)人員應(yīng)該通過(guò)研究對(duì)其發(fā)生誤動(dòng)的原因進(jìn)行掌握，然后能根據(jù)220kV主變繼電保護(hù)的實(shí)際情況，對(duì)其采取相關(guān)措施，以使其一直保持工作狀態(tài)。

【關(guān)鍵詞】220kV主變 繼電保護(hù) 誤動(dòng)原因

電力企業(yè)在日常的電力生產(chǎn)中，應(yīng)該對(duì)電力變壓器進(jìn)行定期維護(hù)，尤其是差動(dòng)保護(hù)，以使差動(dòng)保護(hù)發(fā)揮其保護(hù)功效，使電力系統(tǒng)不至于崩潰。本文主要針對(duì)220kV主變繼電保護(hù)誤動(dòng)原因進(jìn)行分析。

1 220kV主變繼電保護(hù)誤動(dòng)故障

變電站的規(guī)格為220kV時(shí)，有兩臺(tái)總降壓變壓器正常運(yùn)行，使三種規(guī)格不同的變電站通過(guò)母線呈并聯(lián)關(guān)系，這時(shí)總降壓變電壓器中的一臺(tái)的差動(dòng)保護(hù)裝置的相關(guān)元件會(huì)啟動(dòng)，使通過(guò)母聯(lián)并列的三種變電站兩側(cè)的開(kāi)關(guān)都會(huì)跳開(kāi)，導(dǎo)致變電站處于罷工狀態(tài)。差動(dòng)保護(hù)發(fā)揮作用就意味著變電站出現(xiàn)了故障，這時(shí)，維修人員就需要先找到故障發(fā)生處，然后再判斷故障發(fā)生的原因。先從大處著手，檢查變壓器和處于變電站兩側(cè)開(kāi)關(guān)周圍的電氣設(shè)備，看其是否有故障，結(jié)果為無(wú)。接著就可以對(duì)相關(guān)的保護(hù)裝置進(jìn)行檢查了，可以借助試驗(yàn)，試驗(yàn)對(duì)象就是繼電保護(hù)的二次接線盒保護(hù)裝置本體，結(jié)果還是無(wú)，此時(shí)就可以判定故障為繼電保護(hù)誤動(dòng)。

2 誤動(dòng)原因分析

2.1 變壓器的差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作原理

差動(dòng)保護(hù)是通過(guò)流經(jīng)相關(guān)的電力設(shè)備兩端的電流矢量差來(lái)判斷設(shè)備是否出現(xiàn)故障，并且能對(duì)故障來(lái)源進(jìn)行明確的判斷，及時(shí)將被保護(hù)元件內(nèi)的故障切除，使被保護(hù)元件和電源之間的線路呈斷路，這有效避免了被保護(hù)元件繼續(xù)受到損害。變壓器差動(dòng)保護(hù)主要反映的故障對(duì)象有三種，分別是套管短路、引出線及變壓器繞組短路故障，它在變壓器保護(hù)中作用發(fā)揮最顯著的特點(diǎn)就是能在最短的時(shí)間內(nèi)，將被保護(hù)設(shè)備的故障切除。差動(dòng)保護(hù)廣受繞組形式大于三的變壓器青睞，它的互感器二次側(cè)采用的接線方式為環(huán)流法。

差動(dòng)保護(hù)裝置發(fā)揮作用時(shí)，其輸入端和輸出端組成的回路中電流是不等的，為了使保護(hù)裝置差動(dòng)動(dòng)作具有選擇性，回路電流必須小于差動(dòng)繼電器KD動(dòng)作電流。差動(dòng)保護(hù)裝置回路電流矢量差變大有很多影響因素，比如說(shuō)變壓器各側(cè)電壓等級(jí)是有差距的，再如變壓器電壓發(fā)生變化，勵(lì)磁電壓也會(huì)發(fā)生變動(dòng)，就會(huì)差生沖擊電壓，引起勵(lì)磁涌流，還如電流互感器的型號(hào)和變比不同等。

2.2 保護(hù)動(dòng)作原因分析

差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作的總降壓變壓器各側(cè)的塔式CT繞組不能滿足相關(guān)要求，B柜電流會(huì)逐漸升高，一直致CT，為了保證B柜能承載逐漸增多的電流，可以在差動(dòng)保護(hù)回路中串聯(lián)兩個(gè)繞組形式為二的CT，前提要保證它們的變比是絲毫無(wú)差的。差動(dòng)保護(hù)在發(fā)揮功能之前，總降壓變壓器的負(fù)載為126兆瓦，相對(duì)應(yīng)的高壓側(cè)電流為359安，此時(shí)的負(fù)載率已經(jīng)超過(guò)了91%，這時(shí)差動(dòng)保護(hù)發(fā)生動(dòng)作，故障產(chǎn)生，就要對(duì)差動(dòng)保護(hù)所作用的對(duì)象進(jìn)行故障檢查，在確定不是被保護(hù)對(duì)象的原因后，就要對(duì)差動(dòng)保護(hù)回路進(jìn)行檢查，最終結(jié)果就是由高壓側(cè)A升高為CT的二次電纜被擊穿，此處就是故障處。

對(duì)發(fā)生故障的變壓器相關(guān)資料進(jìn)行研究，資料記載該被擊穿的電纜不僅沒(méi)有經(jīng)過(guò)相關(guān)的絕緣測(cè)試，還有可能在使用中，遭受多次的擊穿，這足以說(shuō)明是對(duì)應(yīng)系統(tǒng)性因素在發(fā)揮影響力，并不能作為差動(dòng)保護(hù)失誤的全部原因，所以還得檢查該回路中所涉及到的全部器件，最終發(fā)現(xiàn)故障，故障處就是在A處，與之相串聯(lián)的兩個(gè)CT二次繞組間的2K1至K6，主要表現(xiàn)就是與其它繞組相比，此處的伏安特性表現(xiàn)出明顯的不同，飽和電壓只有72伏，而其它繞組的電壓要遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)此處，大致范圍就是超過(guò)240伏，小于245伏。

經(jīng)過(guò)試驗(yàn)分析，得出這樣一個(gè)結(jié)論，當(dāng)變壓器的兩個(gè)繞組變比一樣，同時(shí)一次電流也比較小時(shí)，電壓器會(huì)一直保持工作狀態(tài)。當(dāng)電壓器的兩個(gè)繞組的電阻變化規(guī)律不同，同時(shí)一次電流又比較大時(shí)，電流就會(huì)出現(xiàn)飽和狀態(tài)，但是飽和度卻和繞組匝數(shù)比較多時(shí)輸出端的電流量是相差甚遠(yuǎn)的，前者要比后者小，當(dāng)這兩個(gè)電流源串聯(lián)在一起時(shí)，兩者輸出端電流量是有差異的，繞組匝數(shù)不同所引起的變比也是不同的，按照電路理論，電流源的內(nèi)阻無(wú)窮大，所以即使兩端輸出電流量是相差無(wú)幾的，兩個(gè)相串聯(lián)的電流源之間的電壓也是極大的，并且電壓和一次電流之間呈正比關(guān)系，當(dāng)兩個(gè)電流源之間的某點(diǎn)接地時(shí)，會(huì)使一個(gè)電流源左側(cè)線路中的某點(diǎn)和另一電流源右側(cè)線路中的某點(diǎn)之間形成對(duì)地電壓，并且電壓數(shù)值比較高。

2.3 理論驗(yàn)證

對(duì)故障處進(jìn)行問(wèn)題原因分析后，還要經(jīng)過(guò)試驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證。維修人員可以借助電流互感器進(jìn)行模擬，相關(guān)參數(shù)為電壓10千伏，一次電流分別為200、300、350、400安，還要使保護(hù)繞組和計(jì)量繞組之間愛(ài)的飽和電壓符合試驗(yàn)要求。試驗(yàn)結(jié)果表明，在達(dá)到一定值后，二次電纜之間的電壓會(huì)隨著電流值增大而迅速飆升，飆升值和額定耐壓值相差無(wú)幾，這對(duì)于二次電纜來(lái)說(shuō)，是不安全的，尤其是時(shí)間長(zhǎng)了，二次電纜承受極限就會(huì)達(dá)到，最終導(dǎo)致絕緣擊穿后果出現(xiàn)。

3 防范措施

主要有兩方面，一方面相關(guān)的電力企業(yè)在選購(gòu)相關(guān)設(shè)備時(shí)，要對(duì)設(shè)備進(jìn)行質(zhì)量檢查和性能檢驗(yàn)，還要對(duì)相關(guān)參數(shù)進(jìn)行調(diào)試，以及注意類似CT零部件的質(zhì)量和性能，看其是否符合電力設(shè)備運(yùn)行要求。另一方面就是確保差動(dòng)保護(hù)所使用的電流互感器特性是沒(méi)有差別的。

4 結(jié)語(yǔ)

為了減少或避免220kV的主變繼電保護(hù)出現(xiàn)誤動(dòng)，還需要對(duì)差動(dòng)保護(hù)進(jìn)行研究，嚴(yán)格選購(gòu)優(yōu)質(zhì)的被保護(hù)對(duì)象，維修人員還要定期對(duì)被保護(hù)對(duì)象以及相關(guān)的設(shè)備進(jìn)行檢查和維護(hù)，以使電力系統(tǒng)能長(zhǎng)期運(yùn)行。

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作者單位

國(guó)網(wǎng)江蘇省電力公司檢修分公司揚(yáng)州運(yùn)維分部 江蘇省揚(yáng)州市 225009