QC成果发布电气二次除尘变1A1B保护误动Word文件下载.docx
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1
38
大专
2
李向阳
23
大学
技术指导、协调
3
李小凯
24
4
尚炜
30
研制、分析实施
5
赵志星
6
张永飞
7
梁枫
8
阿米娜
21
资料整理、记录
9
张小兰
34
中专
实施记录
10
石瑞
11
于海云
32
二、设备简介
中铝兰州分公司自备电厂#1机组除尘变1A、1B采用许继变压器厂生产的SCB10-2500/10型干式变,变比6.3+2X2.5%/0.4~0.23,容量2500kVA,安装位置位于灰控楼除尘配电室。
高压侧分别自#1机组厂用6kV1A、1B段经6104A、6104B高压开关柜引来,降压后馈至电除尘PC1A、PC1B段,担负#1炉除尘系统的用电负荷。
除尘变1A、1B一旦跳闸,将使电除尘系统的部分或全部停运,给电厂造成巨大的经济损失。
除尘变1A、1B采用美国GE公司T35变压器保护装置,是目前国内行业应用中较为先进的一种电力保护设备。
具有:
比例差动保护、瞬时差动、相及接地故障后备保护功能等功能。
在除尘变1A、1B的应用中,启用并投入了:
比例差动、瞬时差动、过电流、高压侧零序、低压侧零序五种类型的保护。
(图1)除尘变接线示意图
(图2)T35变压器保护装置
三、选题理由
(一)问题的提出
自备电厂#1机组1A、1B除尘变自投运以来,已数次因比例差动保护跳闸。
但事后对变压器进行检查及试验,并未发现变压器自身有任何问题存在。
除尘变1A、1B保护频繁误动跳闸,造成#1炉电除尘设备多次非计划停运,给#1机组的稳定运行造成极大的影响。
(二)除尘变1A、1B频繁跳闸情况的调查分析
2008年9月~2009年2月,我对此段时期内除尘变1A、1B的保护动作报告记录并调查分类汇总:
根据保护动作后的记录及对变压器试验结果的分析,究其原因,仅2008年9月24日除尘变1A因高压侧A相绕组引出铜排与进线电缆铜鼻搭接处松动烧灼并导致断相,并导致差动保护动作。
其余各次均未查出变压器及其联接部分有故障存在。
2009年1月26日21:
00,除尘变1A再次因比例差动保护动作跳闸,事后立即对变压器进行检查试验合格。
2009年2月2日4:
35,除尘变1B再次因比例差动保护动作跳闸,事后立即对变压器进行检查试验合格。
除尘变1A、1B保护跳闸调查统计表(表2)
时间
跳闸
变压器
跳闸原因
是否正确
故障原因
2008-08-16
2B除尘变
差动保护
否
变压器无故障
2008-09-24
1B除尘变
2008-09-24
(1)
1A除尘变
2008-09-24
(2)
是
高压侧电缆接头处绝缘被击穿
2008-12-26
2008-12-27
2009-01-26
2009-02-02
高压侧电缆护套开裂,线芯裸露放电所致
依据统计表画出饼分图:
(图5)
(图3)保护动作正确率统计图
四、设定课题目标
(一)目标值的确定
1、彻底查明差动保护频繁误动的原因;
2、将除尘变保护动作正确率由41%提高到100%。
(二)目标值分析
1、公司要求保护动作正确率完好率≥95%;
2、如果能彻底查明保护误动原因,则可避免除尘变的非计划停运,减少电除尘系统的非计划停机时间,提高电厂的环评提分,并可保护保护动作正确率>98%。
五、提出方案并确定最佳方案
(一)除尘变自身的检查与试验
经对变压器高压试验,除表
(2)中明确原因的,未发现变压器本体、6kV高压电缆及除尘PC段母线及其连接部分有任何故障存在;
除尘变1A试验记录(表3)
用途
安装位置
#1炉除尘6kV配电室
1、铭牌:
型号
SCB10-2500/6.3
额定容量
2500KVA
额定电压
6300/400V
组别
D.yn11
冷却方式
AN
额定电流
229.10/3608.4
编号
2656379
出厂日期
2006.12
制造厂
许继变压器有限公司
2、时间
试验日期
2009年09月24日
试验温度
34℃
湿度
42%
3、直流电阻:
试验仪器
ZZC-H05变压器直流电阻测试仪DMG2677绝缘电阻表
相别
高压侧线圈mΩ
低压侧线圈mΩ
实测值
75℃R值
互差(%)
UV
116.81
134.61
0.68
UO
0.173
0.1993
0.58
UW
116.07
133.76
VO
VW
116.86
134.67
WO
0.174
0.2005
4、绝缘电阻:
高压-(低压+地)(MΩ)
10000
低压-(高压+地)(MΩ)
铁芯-地(MΩ)
260
穿芯螺栓-地(MΩ)
电源电缆(MΩ)
A-E
100000
B-E
C-E
A-B
B-C
C-A
5、结论及批准:
结论
合格
试验负责人
管宇舟
试验人员
杨建锋、李文飞、于海云
审核
批准
备注
除尘变1B试验记录(表4)
0656380
2009年02月02日
117.3
0.25
0.167
1.79
117.6
0.168
117.4
0.165
杨建锋、于海云
(二)变压器保护装置的检查与试验
经对除尘变1A、1B保护装置T35进行保护试验,表明T35装置本身并不存在故障。
设置值及检验实际动作值如下表:
除尘变1A、1B保护装置设定值(表5)
定值名称
设备名称
最小动作电流(A)
第一拐点电流(A)
第一制动系数斜率
第二拐点电流(A)
第二制动系数斜率
设定值
0.86
0.5
除尘变1A、1B保护装置实际动作值(表6)
(试验报告略)
0.864
10.5
0.495
0.862
10.8
0.505
(三)变压器保护装置差动保护动作波形分析
调阅除尘变1A最后一次的动作录波文件,可以看到当时的比例差动保护定值:
(图4)保护装置中的定值
同时可以看到比例差动保护中,当时的差流、制动电流及保护动作波形,以A相为例分析如下:
(图5)A相差动电流分析
由上图可以清晰地看到,原定值存在以下问题:
启动电流设置过小而拐点1电流设置过大,使得在变压器轻载情况下,保护区在动作曲线上水平段启动电流下方的区域,差动电流超过启动电流,而制作电流此时并不能起到闭锁作用,从而保护动作。
六、制定对策
(一)除尘变保护比例差动保护定值计算
除尘变1A、1B比例差动保护定值计算表(表7)
序号
项目
设计
计算
(一)
差动保护87
1.1
设备主要参数
变压器变容量2500kVA
2500
高压侧CT变比电流400/5A,n1
80
低压侧CT变比电流5000/5A,n2
1000
Ud%:
变压器额定阻抗
10%
变压器高压侧电流I1
I1=Se/(sqrt(3)*Un1)
Se:
变压器额定容量(kVA)
Un1:
变压器高压侧额定电压(kV)
6.3
则I1=(A)
229.1072497
I1/n1=
2.863840621
变压器低压侧电流I2
I2=Se/(sqrt(3)*Un2)
Un2:
变压器低压侧额定电压(kV)
0.4
则I2=(A)
3608.439182
I2/n2=
3.608439182
1.2
I>
>
整定
1.2.1
最小动作电流(躲过最大不平衡电流)
Id.op.min=KIt.n
2.43
K——倍数,取0.3-1.0
*0.85
It.n——取变压器高低压侧二次电流较小值
I1/n1
1.2.2
第一拐点电流
Ires1=KIt.n
1.43192031
K——倍数,取0.5-1
1.2.3
Kres1=
1.2.4
第二拐点电流
Ires2=KIt.n
10.023
K——倍数,取3-4
3.5
1.2.5
Kres2=0.5~0.8=
0.8
1.3
动作时间t>
t>
=50ms
取最小值
结果表
最小动作电流
2.60(0.52PU)
5.00(1PU)
0.50(50%)
10.0(2PU)
0.50(80%)
因除尘变所带的负载是三相不对称的整流变,运行过程中因整流变的特殊性使电流波形发生严重畸变,在没有故障的情况下容易引起差动保护误动,而我厂除尘变的定值设置灵敏性太高,是按照正常的三相对称负载计算的定值,现根据除尘变的容量及负载的特殊性估算的定值如下:
启动值大约为2.5A左右,即0.5PU,建议设置为0.52PU。
捌点1定值建议设置为1PU=5A。
斜率2建议设置为80%.
建议的除尘变1A、1B定值单(表8)
定值单
2.5
(二)重新保护定值
经报安技部申核批准,依照表8对除尘变1A、1B保护装置T35的定值进行重新整定,并经保护检验后投入运行。
(图6)
(图6)除尘变更改后保护定值
(三)效果分析
除尘变保护T35装置比例差动保护特性如下:
(图7)T35比例差动保护动作特性
以上更改后的定值,提高了比例差动保护启动值,同时因拐点1数值变小,斜线段的斜率2增大,其制动区面积增加,可防止除尘变差动保护误动。
即在除尘变最大运行方式下(即一台除尘变故障,只有一台除尘变运行)能防止差动保护误动,同时在除尘变发生区内故障时能可靠动作。
更改前的定值曲线
更改后的定值曲线
(图8)定值曲线座标图
将定值修改前的动作差流与现定值进行比较分析如下:
(图9)除尘变更改定值后与原动作差流的比较分析
由上图可以看到,按照更改后的定值,并模拟原来保护动作时的电除尘变压器的工况,保护不会产生误动。
(三)效果验证
除尘变1A、1B保护定值于2009年2月6日进行重新整定,试运一个月,并于2009年3月6日正式投运以来,一直运行良好,未见保护装置误动。
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- QC 成果 发布 电气 二次 除尘 A1B 保护