主变压器差动保护误动作分析

2011-04-09 10:15:43来源: 互联网

图1为安徽无为供电公司110 kV襄安变电站系统运行图。各电压等级的主变压器有关数据如表1所示。

图1 差动保护误动作时系统运行状况

表1 各电压等级主变压器有关数据

如图1所示,110 kV襄安变电站#Ⅰ主变压器501断路器与#Ⅱ主变压器502断路器并列。#Ⅰ主变压器带35 kVⅠ段负荷,#Ⅱ主变压器带35 kVⅡ段负荷, 300断路器处于热备用。#Ⅱ主变压器带10 kV负荷,100断路器处于运行状态。#Ⅰ、#Ⅱ主变压器中性点接地开关处于断开位置。#Ⅰ主变压器差动保护为电磁型,其执行元件为BCH-1型差动继电器

2 差动保护动作情况

2006年3月19日,襄安变电站#Ⅰ主变压器差动保护动作,在区外35 kV出线断路器376发生B、C相相间短路故障时,断开#Ⅰ主变压器各侧断路器。

事后经试验检查发现,#Ⅰ主变压器差动保护的35 kV侧差动电流互感器二次侧被错接成Y型。

3 故障原因分析

故障发生时,主变压器低压侧实际未带负荷。为使问题更具一般性,以下按低压侧带有负荷分析。

3.1 差动回路正确接线时情况

正常运行时,如图2所示,若不考虑不平衡电流的影响,流入三相差动继电器的电流均为0。即

图2 差动网络正确接线图

Ica = Iay - (Iay1 + Ia) = 0

Icb = Iby - (Iby1 + Ib△) = 0

Icc = Icy - (Icy1 + Ic△) = 0

其中主变中压侧差动回路电流

Iay = I'ay1 - I'by1

Iby1 = I'by1 - I'cy1

Icy1 = I'cy1 - I'ay1

中压侧差动保护回路电流向量如图3所示。可见,差动保护不会动作。

图3 中压侧差动回路电流向量图

3.2 差动回路错误接线分析

35 kV二次被错误接成Y型时,如图4所示。

图4 35 kV二次侧被接成Y型接线回路图

主变压器差动保护35 kV侧差动TA二次接成Y型接线。此时,中压侧差动回路向量图如图5所示。

图5 差动回路电流向量图

这时,流入三相差动继电器的电流将不再为0,相差动回路中都将产生差电流,如图6所示。此时在继电器二次绕组端子上将能测量到不平衡电压。BCH型差动继电器差压要求不能大于0.15 V,且该差压为纯交流成分,应使用灵敏度较高的毫伏表测量。在正常运行或外部短路电流较小的情况下,此差流不能达到整定动作值,差动继电器不动作。

图6差动回路差电流向量图(以C相为例)

3.3 35 kV线路相间短路故障对差动保护影响

发生两相短路时,根据发生两相短路时故障点的边界条件,通过运用对称分量法分析,可以作出复合序网图。

图7 两相短路的复合序网图

在分析时,只考虑阻抗的电抗分量,而忽略其电阻分量。其中,U(0)f为系统等值电源电势,Xff(1)和Xff(2) 分别为区外故障时系统至故障点之间的等值正序电抗、负序电抗。

35 kV侧电流互感器实际接线为Y/Y型,通过复合序网将得到流过35 kV侧电流互感器的各相短路电流

Ifa = 0

Ifb = -j31/2Ifa(1)

Ifc = -Ifb = j31/2Ifa(1)

式中 Ifa(1) = U(0)f /j(Xff(1) + Xff(2))

由此可以画出差动电流回路电流向量图,见图8。

此刻,产生了较大差流Ibp1

3.4 从保护定值上分析

376线路装设以下保护:

•速断:动作值1634 A,动作时限0 s;

•Ⅱ断过流:动作值870 A,动作时限0.75 s;

•Ⅲ断过流:动作值350 A,动作时限1 s。

301断路器装设有以下保护:

•Ⅱ断过流:动作值1280 A,动作时限0.5 s;

•Ⅲ断过流:动作值570 A,动作时限1.5 s。

差动保护定值见表2。

表2 差动保护定值

差动继电器整定动作安匝为60±4,从而可知301断路器差动动作电流在1120~1280 A之间。可见,线路发生相间短路故障,而301断路器差动短路电流又在此区间时,376断路器速断保护不应动作;376断路器过流和301断路器过流都带时限,也不应动作;最后只能是误接线的差动保护动作。

4 事故防范措施

在改接线前,要对回路做到心中有数,首先要正确画出接线图,然后按图接线。改接线后应当细心检查,认真试验。对试验和检查项目应该按规程要求,除要测向量绘出向量图外,还应测量主变压器的差压或差流。在微机保护和电磁保护共存的情况下,工作时尤其要注意两者之间存在的外部接线区别。

关键字:变压器

编辑:神话 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/mndz/2011/0409/article_6693.html
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