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220kV五贵塘变电站主变差动保护误动的原因分析判断及防范措施
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雷俊华
摘要:攀钢公司220kV五贵塘变电站新安装工作结束,对220kV二号主变进行空载合闸时,变压器成套保护装置RCS-978GE纵差比率差动B相动作,高压侧202断路器跳闸。通过对RCS-978GE保护装置动作的原因展开了深入细致的分析,判定此次差动保护属于误动作,并提出相应的防范措施和有效整改方案,提高了差动保护动作的选择性、速动性、灵敏性、可靠性,从而保证了变压器的安全稳定的运行。
关键词:差动保护;瓦斯保护;不平衡电流;励磁涌流
:U665:A
一、故障现象
对攀钢公司220kV五贵塘变电站二号主变(型号SFZ10-63000/220,制造厂家:云南变压器电气股份有限公司)进行空载合闸试验时,共空载合闸五次,第四次和第五次差动保护动作,查看RCS-978GE变压器成套保护装置动作报文:启动时间2012年8月31日13时17分47秒,纵差比率差动B相动作,跳高压侧,跳低压侧1分支。
二、差动保护工作原理
差动保护是利用基尔霍夫电流定理工作的,当变压器正常工作或区外故障时,将其看作理想变压器,则流入变压器的电流和流出电流(折算后的电流)相等,即Icd=i1-i2,如图1(a)所示,流过差动回路电流Icd在理论上为零,差动继电器不动作。当变压器内部故障时,两侧(或三侧)向故障点提供短路电流,差动保护感受到的二次电流的和正比于故障点电流,即Icd=i1+i2,如图1(b)所示,差动回路中的电流值大于整定值时,差动继电器动作。
三、变压器冲击合闸试验的目的
五贵塘变电站220kV二号主变,进行全电压冲击合闸试验的目的就是考验变压器本身品质性能。
(一)检验变压器绝缘强度是否能承受操作过电压。当操作空载变压器时,有操作过电压产生,过电压幅值可达3-4.5倍相电压,为了检验变压器及其附件的绝缘强度,需做冲击合闸试验。
(二)检验变压器差动保护二次谐波制动系数的整定是否合适。变压器合闸瞬间会产生很大的励磁涌流,其值可达6~8倍额定电流,而且这个电流只会出现在变压器差动保护的一段CT上,另一侧的CT是没有电流流过的。因为励磁涌流中含有很高的二次谐波,所以,做几次空载合闸试验可以检验变压器差动保护二次谐波制动系数的整定值是否合适。
(三)检验变压器机械性能是否满足要求。同样变压器冲击合闸瞬间,励磁涌流非常大,会产生很大的电动力,做冲击合闸试验,可以检验变压器的机械性能是否满足要求。
四、对差动保护区范围内的设备进行分析、判断
以五贵塘变电站220kV二号主变进行全电压冲击合闸为例,纵差比率差动保护动作,我们要从四个方面进行分析排查,确保顺利投运:(一)变压器进线侧和出线侧设备是否故障;(二)变压器本体是否故障;(三)产生不平衡电流(含励磁涌流)的原因、影响及防范措施;(四)变压器二次谐波制动系数的整定是否正确。分析如下:
(一)变压器进线侧或出线侧设备检查
1.一次系统检查
变电检修人员对二号主变的一次设备进行了认真检查,特别是对变压器两侧设备如断路器、避雷器、穿墙套管、架空线路及相应支撑机构等进行了外观认真检查,确定无异常。
2.电气检测
高试人员,对变压器进线侧或出线侧所有一次设备进行电气试验,试验数据均正常,排除了二号主变两侧设备有短路或接地故障的情况。
3.继电保护工作人员,对二号主变二次回路进行了全面的检查,对电流互感器的极性和变比进行校核,对保护装置的整定进行了校核,没有异常情况发生。
结论:通过以上检查,可以判断变压器进线侧或出线侧设备无故障发生。
(二)变压器本体检查
1.变压器本体进行外观检查和初步分析
(1)检查成套保护装置RCS-978GE,发现纵差比率差动保护动作,后备过流、速断保护等均未动作;
(2)检查主变主保护瓦斯保护,瓦斯继电器未动作,瓦斯集气盒内无可燃性气体;
(3)巡视检查主变外观油位、油温、油色防爆玻璃、瓷套管等均未发现异常状况;
(4)巡视检查主变输入侧和输出侧连接设备及支撑机构均未发现异常;
初步判断:根据差动保护动作的原理和故障时各保护装置的动作情况,初步判断主变本体无故障。
2.变压器本体进行深入分析判断
变压器故障诊断应综合各种有效的检测手段,包括电气检测、化学检测、继电保护等,只有通过各种有效的途径逐一检查、逐一判断,全面收集数据,才能取得较好的故障诊断效果。
(1)电气检测
对变压器进行了以下试验:⑴直流电阻和变比⑵绝缘电阻和吸收比⑶介质损耗和直流泄漏等。检测结果未超过规程规定的标准,与制造厂出厂数据相符,可以判断各侧绕组的绝缘无受潮、无击穿、无整体劣化的可能。即说明变压器无内部故障。
(2)化学检测
变压器如发生局部过热、电晕、电弧时绝缘油会产生故障特征气体,所以必须对变压器油进行色
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