110kV妈湾变电站主变差动保护及励磁涌流分析

2013•4（下）《科技传播》 82 理论研究 Theoretical Research 110kV妈湾变电站主变差动保护 及励磁涌流 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 陈苏金 广东省源天工程公司，广东广州 511340 摘 要 110kV 变电站是电力系统中重要的组成部分，其安全稳定运行直接影响着整个电力系统的安全稳定运行， 而主变差动保护是变电站主变保护中最为重要的保护之一，本文对 110kV 妈湾变电站主变差动保护及其相关的电气 设备进行分析，并找出 110kV 妈湾变电站主变差动保护过程中存在的问题，并针对问题提出一些具体的解决措施， 以保证 110kV 变电站能够安全可靠地运行。本文主要分析了 110kV 妈湾变电站主变动差保护的问题，并且分析了励 磁涌流对 110kV 变电站主变动差保护的影响。 关 键 词 110kV 变电站；主变差动；励磁涌流；保护 中图分类号 TM63 文献标识码 A 文章编号 1674-6708（2013）89-0082-02 电力系统中 ，变压器是最重要的供电设备之一 ，它的故 障会对可靠性供电和电力系统的稳定运行产生很大的影响。变 压器的差动保护在变压器产生故障时可靠动作是维护电力网安 全运行的重要条件 ，在电力系统中起着非常重要的作用 [1]。以 110kV 妈湾变电站 35kV 侧屯平线发生短路的现象 ，屯平线保 护无动作 ，主变动差保护动作 ，分别是跳开主变三侧 ，这样会 导致全站有失压情况的发生。 1 对 110kV 妈湾变电站现场情况的了解 妈湾变电站位于深圳市南山区 ，安装两台主变压器 ， 110kV 出线 2 回 ，两回电缆线路由妈湾变电站站内电缆夹层向 北至听海路南侧电缆沟向东过路 ；沿兴海大道东侧电缆沟及电 缆管向南敷设 ，直至南康路、港湾大道交叉口 ；沿南康路西侧 破复砼路面及人行道进入第三变电站。变压器厂家是西门子变 压器（武汉）有限公司 ，容量为 2×50MVA，有关参数见下表 ： 项目 指标 / 参数 型号规格 SZ11-50MVA110kV 额定容量 50MVA 额定电压 （110±8110kV GIS 1.25%）/10.5kV 额定电流 262.4/2749.3A 短路阻抗 16.28% 接线方式 Ynd11 调压方式 有载调压 冷却方式 ONAN 油重 17.37t 其中妈湾变电站变压器是 Y/Y/Δ 绕组类型 ，其母线采用 的是 110kV、35kV 和 6kV 的单母接线。电源端是 110kV 侧 ， 负荷侧分别是 35kV 和 6kV 。一般在变压器正常运行时 35kV 中性点隔离开关要拉开 ，当操作 35kV 侧时要把开关合上。差 动保护 CT 二次部分采用△ / △ /Y 的形式 ，如图 1 所示 ，图 1 是 110kV 妈湾变电站保护动作的运行方式。 2 110kV 变电站主变差动保护动作分析 妈湾变电站变压器差动保护中 ，变压器的绕组接线方式采 用的是 Y/Y/Δ 的形式 ，这种接线方式使变压器各侧电流相位 保持一致 ，并且能够非常方便的对变压器的各侧电流的相位和 副值进行补偿 ，所以差动保护专用 CT 二次可以采用常规的接 线方式 ，也可以采用全星形接线方式 ，在妈湾变电站差动保护 专用 CT 二次的接线方式为△ / △ /Y 的形式。 图 1 110kV 妈湾变电站差动保护动作的运行方式 工作人员在空载时向主变送电 ，闭合断路器 ，差动保护出 现跳闸的现象 ，发生差动保护动作后 ，对差动保护动作的范围 进行检查后 ，没有发生任何异常现象 ，然后再次进行操作依然 发生差动保护跳闸的现象。经过确认差动保护装置、一次设备 以及二次回路正常的基础上 ，对变压器进行了油色谱分析、铁 芯绝缘试验、绝缘电阻试验等 ，最后对故障情况进行进一步分 析发现造成差动保护动作的原因是由于变压器励磁涌流造成 的。此变压器在空载合闸时产生的励磁涌流波形图如图 2 所示。 通过图 2 分析可以得知 ，高次谐波与非周期分量主要存在 励磁涌流中 ，因此励磁涌流就不再表现为正弦波形式 ，并且很 有可能在产生的最初瞬间向时间轴的一侧完全偏向 ，变压器的 容量、电源容量以及剩磁的方向、大小以及合闸时外电压相位 等都与励磁涌流有着密切的关系。对于三相变压器来说 ，由于 在瞬间合闸的过程中 ，至少会出现两相程度不相同的励磁涌流 出现 ，产生励磁涌流的周期表现为间断波形。 在对变压器送电跳闸误动作的原因分析后 ，针对问题采取 以下措施解决 ：1）更换差动保护装置 ，并以新投运设备的要 求 ，首先全面检查保护装置的各项功能 ，并进行投空实验保证 正常后 ，才能投入使用 ；2）对变压器进行试验的过程中 ，严 格按照检验规程进行实施 ，避免出现漏检的现象 ；3）利用励 磁涌流与短路电流波形的差别防防止问题的发生 ，可以采用波 作者简介：陈苏金，建筑电气安装工程师，从事水利水电施工技术管理工作 4月下_v4.indd 82 2013/4/25 16:35:22 《科技传播》2013•4（下）83 理论研究Theoretical Research 形畸变识别 ，间断角闭锁以及二次谐波制动等原理对变压器进 行差动保护。 图 2 变压器在空载合闸时产生的励磁涌流波形图 3 励磁涌流对 110kV 变电站中变压器差动保护的影 响 因为变压器中存在内部剩磁 ，通常情况下变压器出现空载 运行以及外部故障后电压恢复时产生励磁涌流。励磁涌流是因 为铁芯中出现了磁饱和而产生的 ，它的幅度最大值或许能够超 过变压器额定电流的很多倍 ，往往会有很长的持续时间。励磁 涌流的幅度和变压器的二次负荷有一定的关系 ，励磁涌流对变 压器不会造成太大的影响 ，这是因为冲击电流只能存在很短一 段时间。但是 ，这样不利于变压器多次连续合闸 ，由于大电流 的多次冲击 ，很有可能会造成绕组间的机械力起一定的作用 ， 还会造成固定物松动。 一般情况下 ，在空载投入主变或者切除故障以后 ，电压恢 复正常的时候 ，会造成变压器的铁芯出现饱和的状态 ，因为它 的磁链不能发生变化 ，因此形成了非周期性磁链 ，这样使得励 磁支路出现饱和 ，涌流的波形偏向时间轴的一侧。如果变压器 空载合闸时 ，在合闸之前 ，变压器铁芯中的剩磁会很大 ，那么 出现的励磁涌流就会非常大 [6]。 励磁涌流的衰减时间及其大小和外加电压的的铁芯中剩磁 的大小 ，电压的相位以及回路的阻抗、变压器的容量具有一定 的关系的 ，比如在电压瞬时值为最大时合闸 ，则就不会出现励 磁涌流 ，只有正常的情况下的励磁涌流 ，而对于三相变压器 ， 无论在任何瞬间合闸 ， 则就会有两相会出现不同的励磁涌流。 励磁涌流中 ，由于含有非周期的分量和高次的谐波 ，除了非周 期分量和基波外 ，高次谐波电流中的二次谐波最大 ，其中下图 3 所示为变压器的励磁涌流的一次波形 ，而图 4 为变压器的单 向短路故障的电流 ： 图 3 变压器典型的励磁涌流一次波形 通过进行比较上图可以得知 ，励磁涌流的幅值可以与短路 的电流相比拟 ，变压器差动保护装置如果不采用相应的措施躲 避励磁涌流 ，就将会产生误动作 ，因此可以采用涌流的特性构 成保护的闭锁形式 ，以躲避励磁涌流对变压器造成的危害。 图 4 变压器典型的单相短路故障电流 如果变电站空载合闸 ，主变差动保护动作 ，差动出口跳开 两侧开关 ，会发生显著的偏移现象 ，这样不利于主变顺利运行。 变压器差动保护主要包括差动速断保护 ，比率差动保护、二次 五次谐波制动的比率差动保护 ，无论是哪种保护功能的差动保 护 ，它的差动保护都是在变压器各侧电流的向量和 ，在变压器 正常运行或者保护区的外、外部发生故障时 ，这种差动电流就 会增大。 那么变压器励磁涌流适当的运行方式是怎样的呢？适当的 运行方式应该是这样的 ，在开始进行充电的时候 ，励磁涌流可 以用投入差动保护进行验证 ，这样做的目的是为了防止 CT 极 性接线出现错误 ，因此应首先找到正确的极性后才能进行投入 的差动保护。在对主变进行检修以后 ，需要再次把这种主变在 投入运行之前 ，一定要保证新投入的主变要至少经过 5 次冲击 的试验 ，大修的主变也经过三次的冲击试验 ，在这个过程中一 定要退出差动的有关保护 ，以防它会错误地跳闸 ，尽可能地避 免由于空载合闸而出现对系统的冲击。 4 结论 总的来说 ，110kV 变电站主变差动保护装置在电力系统 运行中起着非常重要的作用。要想保证电力系统正常的运行 ， 对主变差动装置来说 ，采取有效的预防措施是很有必要的。 110kV 变电站中的变压器产生的励磁涌流对保护装置也有一定 的影响作用。在发生故障时 ，一定不要盲目 ，要先进行深入的 分析 ，找出存在的问题 ，研究确定解决的 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 ，然后采取有力 的措施 ，才能尽可能地排除故障 ，为电力系统稳定安全地运行 提供了充分的条件 ，确保电力服务的质量。 参考文献 [1]吕俪婷，罗建，黄正炫，欧祖国.电力变压器对称励磁 涌流的仿真研究[J].继电器，2011(7)：39-41. [2]袁宇波，李德佳，陆于平等.变压器和应涌流的物理 机理及其对差动保护的影响. 电力系统自动化,2011，29(6)： 9-14. [3]钱平.变压器差动保护在110kV变电所的应用[J].中国 科技博览，2009(27)：130-133. [4]吕俪婷，罗建，欧祖国.电力变压器对称励磁涌流的仿 真研究[J].继电器，2010(5)：144-146. [5]王维俭，侯炳蕴.大型机组继电保 护理 卵巢癌的护理查房优质护理服务内容doc优质护理服务内容肺癌的护理常规消毒供应室优质护理 论基础[M].北 京�水利水电出版社，2011：326-329. [6]袁宇波,陆于平,许扬,等.切除外部故障时电流互感器 局部暂态饱和对变压器差动保护的影响及对策.中国电机工程 学报，2011，25(10)：12-17. 4月下_v4.indd 83 2013/4/25 16:35:22 110kV妈湾变电站主变差动保护及励磁涌流分析 作者： 陈苏金 作者单位： 广东省源天工程公司,广东广州511340 刊名： 科技传播 英文刊名： PUBLIC COMMUNICATION OF SCIENCE & TECHNOLOGY 年，卷(期)： 2013(8) 本文链接：http://d.g.wanfangdata.com.cn/Periodical_kjcb201308076.aspx