一起電力變壓器勵磁涌流引起的斷路器跳閘處理

摘 ?要：本文介紹了勵磁涌流的基本特征，以及勵磁涌流對變壓器差動保護的影響。通過一個勵磁涌流導致變壓器保護動作的實例，來講述勵磁涌流動作后判斷處理方法。

關鍵詞：勵磁涌流 ?變壓器差動保護 ?二次諧波制動 ?模糊識別制動

前言

對變壓器進行空載合閘時，電壓突然恢復的過程中，變壓器可能產生很大的沖擊電流，其數值可達額定電流的6～8倍，將這個電流稱之為勵磁涌流[1]。

勵磁電流特點如下：

（1）波形偏于時間軸一側，即涌流中存在很大的直流分量;

（2）三相變壓器勵磁涌流中含有很大的高次諧波分量，涌流中含有較大的二次諧波分量，其大小與鐵芯飽和磁通和剩余磁通大小直接相關;

（3）三相變壓器勵磁涌流中，往往有一相為周期性電流，即幾乎沒有直流分量;

（4）三相變壓器勵磁涌流波形是有間斷角，無論單側性或周期性涌流波形都有間斷角，且間斷角很大，一般大于120°;

（5）勵磁涌流是衰減的（自由磁通分量是隨時間衰減的），勵磁涌流衰減時間常數與變壓器跟電源間阻抗的大小、變壓器容量和鐵芯材料有關。一般情況下，變壓器的容量越大，或越靠近電源，其衰減時間越長;鐵芯越飽和、電抗值越小，衰減越快;

（6）勵磁涌流的幅值很大。磁通越大，鐵芯越飽和，勵磁涌流就越大，一般勵磁涌流可達額定值得2-6倍;

（7）主變發生勵磁涌流時，三相電壓波形不變。

下面通過一個勵磁涌流導致變壓器跳閘的實例，來分析該類故障的處理。

1.案例描述

2020年9月15日 19時28分，220kV M變在合1號主變2501開關時，1號主變第二套主保護動作，2501開關跳開，1號主變第一套保護無動作記錄。

2.故障前系統運行方式

220kV M變運行方式：1號主變2501開關熱備用于220kV正母線，北五2M53開關運行于220kV正母線，2號主變2502開關、北五2M54開關運行于220kV副母線，2510開關在合位。1號主變：701開關冷備用、101開關、102開關熱備用。

3.保護動作及自動化信息情況

2020年9月15日 19：28：37 1號主變第2501開關合閘 動作

2020年9月15日 19：28：38 1號主變第2501開關彈簧未儲能 動作

2020年9月15日 19：28：38 1號主變第二套主保護出口 動作

2020年9月15日 19：28：38 全站事故總 動作

2020年9月15日 19：28：38 220kV間隔事故總 動作

2020年9月15日 19：28：42 ?1號主變第二套主保護出口 復歸

2020年9月15日 19：28：42 1號主變2501開關彈簧未儲能 復歸

2020年9月15日 19：28：48 全站事故總 復歸

2020年9月15日 19：28：48 220kV間隔事故總 復歸

4.現場檢查

（1） 檢查1號主變保護裝置，這兩套保護裝置型號都是CSC-326FE，如圖8所示。

兩套保護裝置差動動作信號燈、PT斷線信號燈亮，其中第二套保護裝置有保護動作報告，而第一套保護裝置無保護動作報告。

（2）主變本體檢查，發現本體無異常。

（3）查看變壓器跳閘時故障錄波圖，如圖2所示。

從故障錄波圖中可以看出電流的波形完全可以符合變壓器勵磁涌流的特點，因此可以判斷為勵磁涌流[2]。

5.原因分析/必要性分析[2][3]

通過1號主變保護故障錄波器圖電壓錄波圖和電流錄波圖可以看出，這是一起電力變壓器勵磁涌流引起的斷路器跳閘，第二套保護裝置為保護裝置誤動。兩套保護裝置都是CSC-326FE，為什么第一套保護裝置未動作，而第二套保護裝置動作了呢？通過查詢1號主變差動保護定制單，第一套保護裝置采用二次諧波制動方式來作為勵磁涌流的判別依據，第二套保護裝置采用模糊識別制動作為勵磁涌流的判別依據。第二套模糊識別制動未識別出勵磁涌流，導致第二套保護裝置動作。

6.措施方法

通過1號主變保護保護裝置查看、1號主變故障錄波器圖的判斷和主變本體檢查，判斷出這是一起電力變壓器勵磁涌流引起的1號主變第二套保護裝置誤動作，可以對1號主變試送一次。

7.效果總結

這次主變跳閘故障主要是由1號主變勵磁涌流引起主變第二套保護裝置誤動造成的。勵磁涌流的判別方法是事故處理的關鍵，保護裝置誤動原因查找是事故處理難點。通過這次事故處理，我們需要從以下方面來改進：

（1）變電運維人員對勵磁涌流知識的學習，以及對勵磁涌流引起保護跳閘的處理;

（2）和廠家溝通，對保護裝置誤動原因深度探討。

參考文獻：

[1]葛寶明， 王祥珩， 蘇鵬聲，等.電力變壓器的勵磁涌流判據及其發展方向[J].電力系統自動化， 2003， 27（22）：6.

[2]任保瑞， 趙鋒， 劉小改，等.勵磁涌流引起的變壓器差動保護誤動作分析及對策[J].電網與清潔能源， 2010（10）：5.

[3]武春菊， 張學清， 石鳳蘭.勵磁涌流引起變壓器差動保護誤動分析及對策[J].華北電力技術， 2007， 000（003）：51-54.

作者簡介：

劉善軍，鎮江供電公司，長期從事變電運維技術研究。

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