一起電力變壓器勵(lì)磁涌流引起的斷路器跳閘處理

摘 ?要：本文介紹了勵(lì)磁涌流的基本特征，以及勵(lì)磁涌流對(duì)變壓器差動(dòng)保護(hù)的影響。通過一個(gè)勵(lì)磁涌流導(dǎo)致變壓器保護(hù)動(dòng)作的實(shí)例，來講述勵(lì)磁涌流動(dòng)作后判斷處理方法。

關(guān)鍵詞：勵(lì)磁涌流 ?變壓器差動(dòng)保護(hù) ?二次諧波制動(dòng) ?模糊識(shí)別制動(dòng)

前言

對(duì)變壓器進(jìn)行空載合閘時(shí)，電壓突然恢復(fù)的過程中，變壓器可能產(chǎn)生很大的沖擊電流，其數(shù)值可達(dá)額定電流的6～8倍，將這個(gè)電流稱之為勵(lì)磁涌流[1]。

勵(lì)磁電流特點(diǎn)如下：

（1）波形偏于時(shí)間軸一側(cè)，即涌流中存在很大的直流分量;

（2）三相變壓器勵(lì)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(guān);

（3）三相變壓器勵(lì)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(lì)磁涌流波形是有間斷角，無論單側(cè)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(lì)磁涌流是衰減的（自由磁通分量是隨時(shí)間衰減的），勵(lì)磁涌流衰減時(shí)間常數(shù)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(guān)。一般情況下，變壓器的容量越大，或越靠近電源，其衰減時(shí)間越長(zhǎng);鐵芯越飽和、電抗值越小，衰減越快;

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

（7）主變發(fā)生勵(lì)磁涌流時(shí)，三相電壓波形不變。

下面通過一個(gè)勵(lì)磁涌流導(dǎo)致變壓器跳閘的實(shí)例，來分析該類故障的處理。

1.案例描述

2020年9月15日 19時(shí)28分，220kV M變?cè)诤?號(hào)主變2501開關(guān)時(shí)，1號(hào)主變第二套主保護(hù)動(dòng)作，2501開關(guān)跳開，1號(hào)主變第一套保護(hù)無動(dòng)作記錄。

2.故障前系統(tǒng)運(yùn)行方式

220kV M變運(yùn)行方式：1號(hào)主變2501開關(guān)熱備用于220kV正母線，北五2M53開關(guān)運(yùn)行于220kV正母線，2號(hào)主變2502開關(guān)、北五2M54開關(guān)運(yùn)行于220kV副母線，2510開關(guān)在合位。1號(hào)主變：701開關(guān)冷備用、101開關(guān)、102開關(guān)熱備用。

3.保護(hù)動(dòng)作及自動(dòng)化信息情況

2020年9月15日 19：28：37 1號(hào)主變第2501開關(guān)合閘 動(dòng)作

2020年9月15日 19：28：38 1號(hào)主變第2501開關(guān)彈簧未儲(chǔ)能 動(dòng)作

2020年9月15日 19：28：38 1號(hào)主變第二套主保護(hù)出口 動(dòng)作

2020年9月15日 19：28：38 全站事故總 動(dòng)作

2020年9月15日 19：28：38 220kV間隔事故總 動(dòng)作

2020年9月15日 19：28：42 ?1號(hào)主變第二套主保護(hù)出口 復(fù)歸

2020年9月15日 19：28：42 1號(hào)主變2501開關(guān)彈簧未儲(chǔ)能 復(fù)歸

2020年9月15日 19：28：48 全站事故總 復(fù)歸

2020年9月15日 19：28：48 220kV間隔事故總 復(fù)歸

4.現(xiàn)場(chǎng)檢查

（1） 檢查1號(hào)主變保護(hù)裝置，這兩套保護(hù)裝置型號(hào)都是CSC-326FE，如圖8所示。

兩套保護(hù)裝置差動(dòng)動(dòng)作信號(hào)燈、PT斷線信號(hào)燈亮，其中第二套保護(hù)裝置有保護(hù)動(dòng)作報(bào)告，而第一套保護(hù)裝置無保護(hù)動(dòng)作報(bào)告。

（2）主變本體檢查，發(fā)現(xiàn)本體無異常。

（3）查看變壓器跳閘時(shí)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(lì)磁涌流的特點(diǎn)，因此可以判斷為勵(lì)磁涌流[2]。

5.原因分析/必要性分析[2][3]

通過1號(hào)主變保護(hù)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(lì)磁涌流引起的斷路器跳閘，第二套保護(hù)裝置為保護(hù)裝置誤動(dòng)。兩套保護(hù)裝置都是CSC-326FE，為什么第一套保護(hù)裝置未動(dòng)作，而第二套保護(hù)裝置動(dòng)作了呢？通過查詢1號(hào)主變差動(dòng)保護(hù)定制單，第一套保護(hù)裝置采用二次諧波制動(dòng)方式來作為勵(lì)磁涌流的判別依據(jù)，第二套保護(hù)裝置采用模糊識(shí)別制動(dòng)作為勵(lì)磁涌流的判別依據(jù)。第二套模糊識(shí)別制動(dòng)未識(shí)別出勵(lì)磁涌流，導(dǎo)致第二套保護(hù)裝置動(dòng)作。

6.措施方法

通過1號(hào)主變保護(hù)保護(hù)裝置查看、1號(hào)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(lì)磁涌流引起的1號(hào)主變第二套保護(hù)裝置誤動(dòng)作，可以對(duì)1號(hào)主變?cè)囁鸵淮巍?/p>

7.效果總結(jié)

這次主變跳閘故障主要是由1號(hào)主變勵(lì)磁涌流引起主變第二套保護(hù)裝置誤動(dòng)造成的。勵(lì)磁涌流的判別方法是事故處理的關(guān)鍵，保護(hù)裝置誤動(dòng)原因查找是事故處理難點(diǎn)。通過這次事故處理，我們需要從以下方面來改進(jìn)：

（1）變電運(yùn)維人員對(duì)勵(lì)磁涌流知識(shí)的學(xué)習(xí)，以及對(duì)勵(lì)磁涌流引起保護(hù)跳閘的處理;

（2）和廠家溝通，對(duì)保護(hù)裝置誤動(dòng)原因深度探討。

參考文獻(xiàn)：

[1]葛寶明， 王祥珩， 蘇鵬聲，等.電力變壓器的勵(lì)磁涌流判據(jù)及其發(fā)展方向[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化， 2003， 27（22）：6.

[2]任保瑞， 趙鋒， 劉小改，等.勵(lì)磁涌流引起的變壓器差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)作分析及對(duì)策[J].電網(wǎng)與清潔能源， 2010（10）：5.

[3]武春菊， 張學(xué)清， 石鳳蘭.勵(lì)磁涌流引起變壓器差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)分析及對(duì)策[J].華北電力技術(shù)， 2007， 000（003）：51-54.

作者簡(jiǎn)介：

劉善軍，鎮(zhèn)江供電公司，長(zhǎng)期從事變電運(yùn)維技術(shù)研究。

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