500kV變壓器保護(hù)過激磁告警問題討論

楊勇　全楠　周恒

摘? 要：電力作為一種能源，對(duì)人類社會(huì)的進(jìn)步與發(fā)展有著重要意義。在電力設(shè)備中，變壓器在過激磁運(yùn)行時(shí)，會(huì)導(dǎo)致內(nèi)部損耗增大、引起鐵芯溫度升高或局部過熱。嚴(yán)重時(shí)造成鐵芯變形及損傷介質(zhì)絕緣。為確保大型、超高壓變壓器的安全運(yùn)行，設(shè)置變壓器過激磁保護(hù)非常必要?；诖?，本文以超高壓±500kV直流輸電系統(tǒng)發(fā)生雙極閉鎖故障為例，就交流變電站500kV變壓器保護(hù)過激磁告警不能自動(dòng)復(fù)歸的原因進(jìn)行分析討論。

關(guān)鍵詞：變壓器;過激磁告警;500kV

一、500kV主變保護(hù)的裝置情況分析

1、500kV變壓器保護(hù)裝置過激磁保護(hù)定值見表1。

2、500kV變壓保護(hù)過激磁告警未返回時(shí)刻高壓側(cè)電壓最小值及頻率見表2。

二、500kV主變過激磁保護(hù)的配置及動(dòng)作邏輯分析

變壓器保護(hù)裝置設(shè)有定時(shí)限過激磁告警和反時(shí)限過激磁保護(hù)。過激磁保護(hù)邏輯如圖1所示。過激磁保護(hù)的倍數(shù)N=U/Fr，其中U和Fr分別為變壓器高壓側(cè)母線電壓的標(biāo)幺值和頻率的標(biāo)幺值。過激磁保護(hù)的動(dòng)作與否與系統(tǒng)頻率和母線電壓密切相關(guān)。本文僅對(duì)母線電壓的角度對(duì)過激磁告警進(jìn)行驗(yàn)證和分析。

三、500kV主變過激磁保護(hù)試驗(yàn)驗(yàn)證

1、驗(yàn)證保護(hù)裝置過激磁告警發(fā)生。試驗(yàn)設(shè)備采用ONLY-AT1266-40繼電保護(hù)測(cè)試儀和福祿克179C數(shù)字萬用表，從保護(hù)定值得知過激磁基準(zhǔn)電壓為60.63V，本文在保護(hù)測(cè)試儀的起始電壓也設(shè)置為60.63V，此時(shí)保護(hù)不告警。采取0.1V的步長(zhǎng)繼續(xù)給裝置緩慢加壓，當(dāng)所加電壓接近60.63V×1.05=63.66V時(shí)，每增加0.1V間隔時(shí)間為10s，當(dāng)我們所加電壓為63.8V時(shí)，裝置采樣為64.3V，保護(hù)過激磁告警正確發(fā)出，分別如圖2、圖3所示。

2、驗(yàn)證保護(hù)裝置過激磁告警返回。主變保護(hù)在此動(dòng)作基礎(chǔ)上，模擬系統(tǒng)電壓下降，裝置告警自動(dòng)復(fù)歸的行為;采取0.1V的步長(zhǎng)緩慢降低電壓，當(dāng)電壓降低至63.8V×0.96=61.23V時(shí)，裝置告警未能返回，說明電壓未降到返回值，繼續(xù)降低所加電壓，時(shí)間也間隔10s，電壓降至60.7V，保護(hù)過激磁告警復(fù)歸，分別如圖4、圖5所示。

3、試驗(yàn)結(jié)論。由試驗(yàn)得知，裝置過激磁過激磁要發(fā)生則PT二次側(cè)電壓應(yīng)大于60.63V×1.05=63.66V，裝置要能正確可靠返回PT二次側(cè)電壓應(yīng)小于61.3V，因變壓器保護(hù)裝置過激磁告警在軟件的程序內(nèi)部返回系數(shù)設(shè)置為0.96，根據(jù)表1定值可知，返回倍數(shù)為n=1.05×0.96=1.008，其返回電壓應(yīng)為60.63V×1.008=61.12V，因保護(hù)裝置自身電壓采樣存在0.4～0.5V的誤差，從而得出所加外部電壓應(yīng)為61.12V-0.4V=60.7V，所以，當(dāng)繼保測(cè)試儀加量降至60.7V時(shí)，主變保護(hù)可靠返回。

4、原因分析。截取了一個(gè)時(shí)間段的母線電壓曲線，如圖6所示。如果系統(tǒng)母線電壓始終穩(wěn)定運(yùn)行在533kV附近，最小值為530kV，那么PT二次側(cè)實(shí)際最低電壓為530/500×1.732=61.2V，加上裝置采樣誤差0.4V，則裝置感受到的電壓為61.6V，此時(shí)主變保護(hù)裝置不能自動(dòng)返回。因此，現(xiàn)有的系統(tǒng)運(yùn)行條件和電壓曲線保護(hù)裝置不能自動(dòng)復(fù)歸。

5、解決辦法。①調(diào)整系統(tǒng)電壓，使系統(tǒng)電壓降至530kV以下，隨著500kV電力網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)，系統(tǒng)電壓也越來越穩(wěn)定，各種補(bǔ)償設(shè)備的投入使用以及智能調(diào)節(jié)，已經(jīng)很難通過運(yùn)行方式來調(diào)低系統(tǒng)電壓。②改變保護(hù)定值所設(shè)置的返回系數(shù)，適當(dāng)調(diào)高返回系統(tǒng)至0.97，將是一個(gè)行之有效的解決辦法。

四、小結(jié)

總之，隨著社會(huì)的發(fā)展，電力系統(tǒng)安全、高效的運(yùn)行日益重要。本文以超高壓±500kV直流輸電系統(tǒng)發(fā)生雙極閉鎖故障為例，就交流變電站500kV變壓器保護(hù)過激磁告警不能自動(dòng)復(fù)歸的原因進(jìn)行分析討論，以期為今后相關(guān)工作提供參考。

參考文獻(xiàn)

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