一起由于变压器励磁涌了引发的跳闸事件及处理办法Word格式.docx
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一起由于变压器励磁涌了引发的跳闸事件及处理办法Word格式.docx
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1)涌流含有数值很大的高次谐波分量(主要是二次和三次谐波),主要是偶次谐波,因此,励磁涌流的变化曲线为尖顶波。
2)励磁涌流的衰减常数与铁芯的饱和程度有关,饱和越深,电抗越小,衰减越快。
因此,在开始瞬间衰减很快,以后逐渐减慢,经0.5~1s后其值不超过(0.25~0.5)In。
3)一般情况下,变压器容量越大,衰减的持续时间越长,但总的趋势是涌流的衰减速度往往比短路电流衰减慢一些。
4)励磁涌流的数值很大,最大可达额定电流的8~10倍。
当整定一台断路器控制一台变压器时,其速断可按变压器励磁电流来整定。
下面就是一起因变压器励磁涌流影响产生的一起事故,及解决方法:
二跳闸前运行方式
110kVI、II母联络运行,I母带池沁线热备用、110kV沁格线运行(新间隔送电),II母带2号主变、天沁线运行;
110kV线路备自投投入运行,即“跳天沁、合池沁”,35kVI、II母联络运行I母带沁鸿线、沁宝线运行II母带沁丁线、沁优线运行、沁鸿二线冷备用,10kVII母带沁煤线、沁佳线、沁松线、沁泰线、沁达线、沁晶线、2号所用变、4号电容器运行。
三故障情况分析:
2011年9月28日22:
32分,在对110kV某某变110kV沁格线对侧(泰格硅业开关站2号电炉变)送电过程中,某某变110kV天沁线零序I段保护动作,跳开110kV天沁线断路器,110kV母线电压缓慢降低,110kV进线备自投未动作,110kV某某变失压,4号电容器因低电压保护动作跳闸。
线路保护及备自投联切小电源压板未投入。
保护人员在现场检查故障录波图如下:
1、110kV天沁线保护装置动作行为分析
110kV天沁线保护装置型号:
许继电气生产的WXH-813A/1/R1保护装置,CT变比为:
600/1。
110kV天沁线跳闸时,天沁线保护装置显示报文如下:
启动动作时间:
2011年9月28日22时32分24秒575毫秒
动作元件名称:
零序I段动作
动作相对时间:
012毫秒
故障测距测距参数0.00km
故障测距故障参数
A相电流0.209∠150A
B相电流0.56∠353A
C相电流0.562∠227A
测距结果:
0.00km
天沁线零序I段定值:
零序控制字:
0x0001(投入零序I段。
零序II、III、IV、零序III段经方向、零序IV段经方向、零序II段永跳、零序III段永跳控制字均为0,表示未投入)
零序I段电流定值:
0.5A,时间:
0s
零序II、III、IV段电流定值:
20A,时间10s
根据录波图形分析可知,在110kV天沁线跳闸时刻,B相电流明显偏向于时间轴的上侧,C相电流偏向与时间轴的下侧。
对跳闸时刻的A、B、C电流进行谐波分析发现:
110kV天沁线A相电流基波为:
0.2040,二次谐波为0.1071,B相电流基波为:
0.5898,二次谐波为:
0.1675,C相电流基波为:
0.623,二次谐波为:
0.1784,B、C两相含有较高的二次谐波,且B、C相均含有直流分量,B、C两相电流具有明显的励磁涌流特征。
一次电流约为360A,故可推断该励磁涌流应为对侧110kV泰格变2号炉变送电时所产生的励磁涌流,不是故障电流。
经保护厂家分析认为:
(1)9月28日22时32分在沁格线对侧送电时,天沁线WXH-813A保护受此扰动而启动。
(2)保护启动后产生了零序电流,此零序电流大小满足零序I段定值(大于0.5A),且零序电压滞后零序电流135度,满足零序功率正序方向(满足动作区30度到190度),因此零序I段保护瞬时出口跳闸。
(3)电压中谐波含量较大,产生了较大的零序电压。
且A相电流在保护启动前后没有变化,而B相电流、C相电流均有明显变化,初步判断由此产生了零序电流,从而直接导致了此次零序保护的动作出口。
许继厂家分析结果示意图
根据故障录波图,厂家建议
(1)、变压器空载合闸时,励磁涌流不仅仅是电气关系,三相存在不平衡,存在零序电流。
(2)、建议空投变压器时退出零序Ⅰ段或者抬高零序Ⅰ段电流定值躲过变压器空载合闸时的不平衡。
2、110kV沁格线保护装置动作行为分析
110kV沁格线为本次新投运间隔,保护装置型号为:
许继电气生产的WXH-813A/B1/R1线路保护,CT变比为600/1,110kV天沁线跳闸时,沁格线保护装置无保护动作报文,原因如下:
沁格线零序I段定值:
0x000F(零序I、II、III、IV段为投入状态、零序III段经方向、零序IV段经方向、零序II段永跳、零序III段永跳控制字均为0,表示未投入)
1.71A,时间:
0.1s
零序II段电流定值:
0.25A,时间:
0.4s
零序III段电流定值:
零序IV段电流定值:
0.5s
110kV天沁线跳闸时,流过110kV沁格线的零序电流定值小于零序I动作值,动作时间小于零序II、III段动作时间定值,故在110kV天沁线跳闸时,110kV沁格零序I、II、III段均未动作,故装置只判启动。
根据厂家提供的保护装置的分析说明,及泰格硅业提供的变压器及断路器复查试验结果,确定变压器无故障。
9月30日,23时在更改完110kV池沁线、天沁线、沁格线保护定值的情况下继续对泰格变电站进行送电。
9月30日23时04分,根据新确定的送电方案,对110kV泰格变2号电炉变第一次试送时110kV沁格线再次跳闸,此时的运行方式为:
110kVI、II母分列运行,110kV池沁线在I母运行、带110kV沁格线(新间隔送电线路),110kV天沁线带110kVII母、2号主变运行,35kVI、II母联络运行I母带沁鸿线、沁宝线运行,II母带沁丁线、沁优线运行、沁鸿二线冷备用,10kVII母带沁煤线、沁佳线、沁松线、沁泰线、沁达线、沁晶线、2号所用变、4号电容器运行。
110kV沁格线动作时,保护装置报文如下:
启动时间:
2011年9月30日,23时04分40秒060毫秒
动作元件名称
动作相别
动作相对时间
01
零序III段动作
AN
127毫秒
02
零序II段动作
03
故障测距测距参数0.00km
故障测距参数
A相电流
0.043∠000A
02B相电流
0.266∠156A
C相电流
0.356∠029A
04测距结果0.000km
保护装置型号为许继电气集团生产的WXH-813A/B1/R1保护装置,CT变比为:
600/1,零序I段电流定值:
1.71A,零序I段时间0.1s,零序II段电流定值:
0.25A,零序II段时间0.12s,零序III段电流定值:
0.25A,零序II段时间0.12s,零序IV段电流定值:
20A,零序IV段时间10s,投入零序保护I、II、III段,零序IV段保护退出。
故障录波图如图所示:
110kV沁园变110kV沁格线9月30日23时04分电流、电压波形
通过故障录波器分析软件可知:
在跳闸时刻A相基波电流为:
0.0808,二次谐波分量为:
0.0452,在故障时刻B相基波电流为:
0.4622,二次谐波分量为:
0.1768,在故障时刻C相基波电流为:
0.6351,二次谐波分量为:
0.2043。
通过与110kV天沁线9月28日跳闸波形对比可知,在对110kV泰格变2号电炉变送电过程中,产生了大量的二次谐波,该二次谐波产生了零序电流,该零序电流的幅值和持续时间达到了110kV沁格线零序II、III段电流动作条件,但未达到零序I段数值定值,故零序I段未动作,零序II、III段保护正确出口动作。
110kV泰格变2号电炉变仅有主变高压侧电流速断保护,而无差动保护,故在投运时其高后备保护没有动作。
110kV泰格变一次主接线图如图所示
110kV泰格变一次主接线图
2011年10月1日01时28分,在经过协商后,保护人员接调度令,临时将110kV沁格线保护定值中零序II、III段时限定值更改为0.15s,再次对110kV泰格变2号电炉变进行送电冲击。
连续冲击5次,在第一次送电冲击时,110kV沁园变110kV沁格线保护装置和110kV故障录波器均启动,在后续的4次冲击过程中,只有110kV沁格线保护装置有启动报文,110kV故障录波器未启动录波。
格侧110kV沁格线保护装置也只有启动报文,第五次冲击时格侧110kV沁格线电流、电压波形如下图所示。
10月1日凌晨3时10分,110kV沁格线及110kV泰格变送电正常。
第五次冲击时,110kV泰格变110kV沁格线电流电压启动波形
四、事故情况和处理过程
1、110kV沁园变天沁线按电网短时合环操作过程中保护定值整定原则整定,即线路两端均应具有全线速动保护,以此确保合环操作过程中系统故障时保护动作的选择性;
经合环操作才有可能成为电源端的线路如仅配置普通的阶段式距离、零序保护,则其I段保护应能保本线全长,距离保护按照充电保护整定计算原则计算,即2倍线路阻抗值整定,时间为0S;
零序电流保护定值为300A,时间为0S。
但在合环过程中发生故障,本线及相邻线路保护无法保证选择性。
按规程规定不考虑与110kV沁格线沁侧保护的配合,零序电流保护的整定也不考虑躲110kV泰格硅业变主变空载合闸的励磁涌流。
针对此次事故,根据泰格硅业用户提供的变压器空载合闸零序电流说明(建议延长零序保护时间至120ms),将110kV沁格线零序II、III段动作时间由0.4秒调整为0.12秒,目的是躲泰格硅业主变空载合闸零序电流,在9月30日送电时0.12秒任不满足要求,经讨论后将110kV沁格线零序II、III段动作时间调整为0.15秒,送电正常。
10月13日,经录波分析,在电网允许的条件下,将沁园变110kV天沁线、池沁线零序保护由I段调整至
段,电流定值为300A,时间为0.2秒;
将沁园变110kV沁格线零序
、
段定值由150A调整为270A,时间为0.15秒;
将泰格硅业变110kV沁格线零序
段定值由120A调整为250A,时间为0.05秒。
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