主變差動(dòng)保護(hù)頻繁啟動(dòng)原因分析及處理

楊先偉，喬吉鋒

（華能瀾滄江水電股份有限公司烏弄龍·里底水電廠，云南 迪慶674606）

1 引言

里底電站主變電氣量保護(hù)為雙重化配置，采用南瑞繼保PCS-985 TW 型變壓器保護(hù)裝置。1 號(hào)主變投運(yùn)前已通過(guò)高壓側(cè)斷路器對(duì)主變及廠高變進(jìn)行5 次沖擊試驗(yàn)，以檢查主變差動(dòng)保護(hù)定值能否躲過(guò)勵(lì)磁涌流的沖擊，通過(guò)對(duì)錄制沖擊波形（勵(lì)磁涌流曲線）的分析，識(shí)別勵(lì)磁涌流對(duì)變壓器的影響，明確了差動(dòng)保護(hù)定值的合理性。同時(shí)，檢查了所有的PT 電壓、相序、相位，均正確無(wú)誤。但1 號(hào)機(jī)組帶負(fù)荷試驗(yàn)過(guò)程中及正式投產(chǎn)后，主變差動(dòng)保護(hù)頻繁報(bào)“保護(hù)啟動(dòng)”，此故障可能造成主變差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)，給主變安全穩(wěn)定運(yùn)行造成較大影響。其次，保護(hù)頻繁啟動(dòng)可能燒損裝置內(nèi)部繼電器，導(dǎo)致主變差動(dòng)保護(hù)裝置故障。

表1 主變參數(shù)表

2 原因分析

對(duì)主變保護(hù)高壓側(cè)CT 與低壓側(cè)CT 進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)其參數(shù)與設(shè)計(jì)值一致，再查看其伏安特性曲線及誤差、變比試驗(yàn)數(shù)據(jù)，均滿足要求。

對(duì)接入差動(dòng)保護(hù)的電流回路進(jìn)行排查，未發(fā)現(xiàn)回路設(shè)計(jì)或接線錯(cuò)誤，未發(fā)現(xiàn)端子松動(dòng)或接線不牢等現(xiàn)象。

對(duì)接入差動(dòng)保護(hù)的CT 一點(diǎn)接地情況進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)主變高壓側(cè)兩組CT 與低壓側(cè)一組CT 都采取分別接地方式，滿足單獨(dú)CT 回路有且僅有一點(diǎn)接地的要求。

對(duì)變壓器保護(hù)裝置采樣板卡進(jìn)行更換，但更換采樣板后主變差動(dòng)保護(hù)頻繁啟動(dòng)并沒(méi)有得到改善。

專業(yè)人員查看實(shí)時(shí)主變差流值為0.2 Ie 左右，調(diào)取裝置啟動(dòng)時(shí)的波形文件分析發(fā)現(xiàn)，主變差流瞬時(shí)值達(dá)0.339 Ie（圖1），而保護(hù)定值差流報(bào)警值為0.3 Ie，波形峰值雖然大于0.3 Ie，但持續(xù)時(shí)間較短（10 ms 以內(nèi)），裝置自身固化達(dá)到差動(dòng)報(bào)警值后延時(shí)300 ms 才會(huì)報(bào)差動(dòng)保護(hù)差流報(bào)警，故差流未告警，但主變保護(hù)正常運(yùn)行時(shí)差流較大，需進(jìn)一步分析原因。

圖1 主變差流波形圖

里底主變保護(hù)用高壓側(cè)CT 變比較大，為2500/1，根據(jù)主變參數(shù)計(jì)算其高壓側(cè)額定電流如下：

高壓側(cè)二次額定電流：

經(jīng)咨詢廠家和查閱說(shuō)明書得知，變壓器保護(hù)裝置的采樣值、參數(shù)定值、計(jì)算定值和保護(hù)定值只能顯示小數(shù)點(diǎn)后兩位，即假設(shè)主變高壓側(cè)實(shí)際通流為額定電流0.067 A，則裝置采樣顯示為0.06 A。

查看裝置自身計(jì)算后顯示的主變高壓側(cè)二次額定電流為0.06 A，低壓側(cè)為0.78 A，因此，裝置計(jì)算主變高低壓側(cè)差動(dòng)調(diào)整系數(shù)時(shí)采用0.78 A/0.06 A=13（圖2、3）。

圖2 原主變二次電流示數(shù)

圖3 原差動(dòng)調(diào)整系數(shù)

通過(guò)以上數(shù)據(jù)得知，裝置由于參數(shù)定值、保護(hù)定值等顯示精度受限，導(dǎo)致裝置自身計(jì)算值和理論計(jì)算值有偏差，加上主變高壓側(cè)CT 變比較大，正常運(yùn)行時(shí)二次電流較小影響到采樣精度，從而造成高低壓側(cè)存在差流。

3 解決方法

目前主變保護(hù)定值整定計(jì)算所采用的主變高壓側(cè)定值為550 kV。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)查看，主變分接開(kāi)關(guān)位置有1、2、3 檔分別對(duì)應(yīng)主變高壓側(cè)電壓為550 kV、536.25 kV、522.5 kV，里底電廠主變分接頭根據(jù)調(diào)度要求置為2 檔，即高壓側(cè)電壓應(yīng)為536.25 kV。由主變高壓側(cè)額定電流計(jì)算公式得知，改變高壓側(cè)定值可適當(dāng)改變其高壓側(cè)額定電流。經(jīng)計(jì)算，主變保護(hù)定值整定計(jì)算采用主變高壓側(cè)定值為525 kV 時(shí)，高壓側(cè)二次額定電流能使保護(hù)裝置計(jì)算定值顯示誤差最小，具體計(jì)算如下：

高壓側(cè)二次額定電流：

低壓側(cè)二次額定電流不變，則主變高低壓側(cè)差動(dòng)調(diào)整系數(shù)理論計(jì)算值n=0.78 A/0.07 A=11.142。將保護(hù)裝置系統(tǒng)定值中的主變高壓側(cè)定值改為525 kV后，裝置自身計(jì)算出的調(diào)整系數(shù)為11.142（圖4、5）。

圖4 修改后主變系統(tǒng)定值

圖5 修改后差動(dòng)調(diào)整系數(shù)

通過(guò)以上分析，將保護(hù)裝置中主變高壓側(cè)電壓改為525 kV 時(shí)，主變高壓側(cè)額定電流值、差動(dòng)調(diào)整系數(shù)理論計(jì)算值和裝置自身計(jì)算值相等，主變高壓側(cè)額定二次電流為0.07 A，差動(dòng)調(diào)整系數(shù)均為11.142。調(diào)整后一方面可以減小由于裝置自身定值顯示受限帶來(lái)的誤差，另外，主變差動(dòng)調(diào)整系數(shù)從13 減小到11.142 對(duì)主變差流有所改善。

調(diào)整主變高壓側(cè)電壓后，需要調(diào)整主變過(guò)勵(lì)磁保護(hù)定值，調(diào)整主變電壓等級(jí)后過(guò)勵(lì)磁保護(hù)整定如下：

根據(jù)《Q/CSG1204025-2017 大型發(fā)電機(jī)變壓器繼電保護(hù)整定計(jì)算規(guī)程》按變壓器制造廠提供的允許過(guò)勵(lì)磁特性曲線整定。

式中：U、f，運(yùn)行電壓及頻率；UN、fN，主變額定電壓及頻率；U*、f*，電壓和頻率的標(biāo)幺值；B、BN，磁通量及額定磁通量。

圖6 過(guò)勵(lì)磁特性曲線

表2 變壓器制造廠提供的允許過(guò)勵(lì)磁特性值

表3 調(diào)整前后主變過(guò)勵(lì)磁定值

4 取得效果

按照以上定值修改后，投入主變差動(dòng)保護(hù)，主變差流明顯減小，A、B、C 三相差流分別從0.21 Ie、0.23 Ie、0.21 Ie 變?yōu)?.03 Ie、0.03 Ie、0.03 Ie，主變差動(dòng)保護(hù)頻繁啟動(dòng)現(xiàn)象消失。

5 結(jié)束語(yǔ)

里底電站主變差動(dòng)保護(hù)頻繁啟動(dòng)根本原因?yàn)橹髯兏邏簜?cè)CT 變比設(shè)計(jì)過(guò)大，造成正常運(yùn)行時(shí)額定電流太小，高、低壓側(cè)差動(dòng)平衡系數(shù)過(guò)大。高壓側(cè)電流采樣有很小的波動(dòng)，都會(huì)造成差流較大的變化，從而引起保護(hù)啟動(dòng)。在以后的工程應(yīng)用中，應(yīng)合理選擇CT 變比，保證二次采樣的精確性。