大壩電廠2號(hào)主變反送電空投誤動(dòng)

大壩電廠2號(hào)主變反送電空投誤動(dòng)

電網(wǎng)中的聯(lián)合壓力壓力通?？梢詽M足同時(shí)壓力壓力的基本條件，在空殼中設(shè)立連通性線圈時(shí)，不會(huì)發(fā)生泄漏。在帶負(fù)荷的情況下，每個(gè)電壓源的負(fù)荷能力將均勻分布，這為當(dāng)前的電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)帶來了極大的便利。但是并聯(lián)運(yùn)行中變壓器的和應(yīng)涌流對(duì)變壓器的差動(dòng)保護(hù)存在有一定的影響,目前還沒有引起人們的關(guān)注,因此有必要進(jìn)行分析研究。1主變參數(shù)、廠高變規(guī)格及同犯的差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)大壩發(fā)電廠目前總裝機(jī)容量為4×300MW,發(fā)電機(jī)組采用單元接線。1、2號(hào)主變的高壓側(cè)均接入同一220kV系統(tǒng),發(fā)電機(jī)型號(hào)為QFS-300,額定容量為353MVA;主變型號(hào)為SFP7-360000/220,額定容量為360MVA;廠高變型號(hào)為SFPF7-40000/18,額定容量為40/2×20MVA。當(dāng)由220kV母線向2號(hào)主變反送充電時(shí),往往引起1號(hào)發(fā)變組差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)作,為了尋找保護(hù)誤動(dòng)的原因,做了2號(hào)主變反送電空投試驗(yàn),根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果分析研究得出,和應(yīng)涌流是引起1號(hào)發(fā)變組差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)的主要原因。因此,應(yīng)該認(rèn)為在并聯(lián)運(yùn)行變壓器中,和應(yīng)涌流也是變壓器差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)的原因之一。在保護(hù)的構(gòu)成和運(yùn)行當(dāng)中應(yīng)加以防御。2空壓計(jì)誤差試驗(yàn)2.1空投合閘試驗(yàn)結(jié)合大壩發(fā)電廠2號(hào)主變反送電空投時(shí),引起1號(hào)發(fā)變組差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)的情況,對(duì)2號(hào)主變進(jìn)行空投合閘試驗(yàn),以尋求和應(yīng)涌流對(duì)1號(hào)發(fā)變組差動(dòng)保護(hù)的影響。2.2發(fā)電機(jī)邊界條件為了模擬真實(shí)情況,試驗(yàn)前將2號(hào)主變與發(fā)電機(jī)的連線打開,2號(hào)主變帶2號(hào)廠高變空載,1號(hào)發(fā)電機(jī)滿負(fù)荷正常運(yùn)行,由220kV母線通過主斷路器向2號(hào)主變反充電。2.3高壓側(cè)三相電流和2號(hào)發(fā)變組三相動(dòng)電流的保護(hù)用磁帶機(jī)及十六線示波器錄取了以下各量:1)2號(hào)主變高壓側(cè)的三相電流(即激磁涌流);2)1號(hào)主變高壓側(cè)的三相電流(其中包括和應(yīng)涌流),1號(hào)發(fā)電機(jī)的三相電流;3)1號(hào)發(fā)變組差動(dòng)保護(hù)差動(dòng)繼電器的三相差動(dòng)電流;4)一個(gè)電壓基準(zhǔn)量。2.4收入分析用磁帶機(jī)錄取的各電氣量通過專用數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)分析,計(jì)算某些時(shí)間段內(nèi)各電流的成份、大小及變化規(guī)律。數(shù)據(jù)表明:1激磁涌流試驗(yàn)激磁涌流的大小與合閘時(shí)外加電壓的相位,鐵芯中剩磁的大小和方向,以及鐵芯的特征有關(guān)。若正好在電壓為最大值時(shí)合閘,則不會(huì)出現(xiàn)激磁涌流,而只有正常時(shí)的激磁電流。但是對(duì)于三相變壓器,由于三相電壓的相位不同,因此無論在任何瞬間合閘,至少有兩相會(huì)出現(xiàn)不同程度的激磁涌流。其值一般為變壓器額定電流的5～10倍,大型變壓器激磁涌流的衰減時(shí)間一般為2～3s。試驗(yàn)時(shí),由于被空投的變壓器為大型變壓器,并且實(shí)際上帶△/△-△聯(lián)接的廠高變,所以激磁涌流倍數(shù)不會(huì)很大,兩次試驗(yàn)涌流的最大倍數(shù)為4.0倍左右,具體數(shù)據(jù)如下表1所示。試驗(yàn)表明一:激磁涌流的一個(gè)重要特征是衰減快。一個(gè)周波后,最大電流那一相的電流將衰減到初始值的2/3。2變壓器合閘初期,a涌流中的諧波成份很多,含量最大的是直流分量、基波分量和二次諧波分量。試驗(yàn)表明二:涌流中的二次諧波分量三相不相同,在合閘初期,最高可達(dá)80%以上(以基波分量為基準(zhǔn)),最低的為17%。在第一次空投變壓器時(shí),在合閘后的第二個(gè)周波至第三個(gè)周波的40ms期間,A相激磁涌流中的二次諧波含量為18%左右,到第四個(gè)周波才增加到20%。因此,涌流中的二次諧波含量的變化特點(diǎn)是,隨涌流的衰減其二次諧波分量卻增大。3三次諧波分量試驗(yàn)表明三:空投2號(hào)主變時(shí),1號(hào)發(fā)電機(jī)的基波電流變化不大;而直流分量、二次諧波分量顯著增大,三次諧波分量亦有明顯增加。直流分量與二次諧波分量是同步衰減,而三次諧波分量衰減很慢。同時(shí)可以看出,1號(hào)主變的基波電流變化不大,其直流分量和二次諧波分量明顯增大,三次諧波分量與發(fā)電機(jī)電流相似。與發(fā)電機(jī)電流不同的是,變壓器的二次諧波分量衰減的很慢。4次諧波分析試驗(yàn)還發(fā)現(xiàn):在第一次空充電時(shí),在分析所取的第10和第11點(diǎn)中(即在合閘后約0.8～1.6s之間),差動(dòng)電流的有效值約為1A,其二次諧波分量約為13%～18%。在第二次空充電時(shí),在分析所取的第7點(diǎn)、第8點(diǎn)和第9點(diǎn)約1s的時(shí)間內(nèi),其C相差流基波電流的有效值約為1.4A,其二次諧波分量只有5%～14%～20%。如果差流值再大,就有使差動(dòng)繼電器誤動(dòng)的可能。因此得出:在空投2號(hào)主變時(shí),1號(hào)發(fā)變組差動(dòng)保護(hù)的差流回路中產(chǎn)生較大的差流,其中基波電流最大達(dá)3A左右。并且,由于變壓器兩側(cè)的二次諧波電流衰減快慢不一,可能出現(xiàn)下列情況:差流中的基波電流較大(大于2A),二次諧波分量很小(小于5%),此時(shí),二次諧波制動(dòng)比小于10%,比例制動(dòng)又不起作用。因此,1號(hào)發(fā)變組差動(dòng)保護(hù)有誤動(dòng)的可能。3激磁涌流和應(yīng)涌流當(dāng)變壓器空投合閘時(shí),會(huì)產(chǎn)生激磁涌流。與此同時(shí),并聯(lián)運(yùn)行的變壓器也會(huì)出現(xiàn)浪涌電流,后者稱謂和應(yīng)涌流。和應(yīng)涌流應(yīng)該認(rèn)為是變壓器差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)的重要因素。因?yàn)樯鲜鲈囼?yàn)表明,和應(yīng)涌流有可能造成差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)作。試驗(yàn)還表明:充電變壓器空投合閘而產(chǎn)生的激磁涌流中含有直流(或非周期)分量,該直流分量經(jīng)運(yùn)行變壓器的激磁電抗,使其鐵芯趨向飽和,將產(chǎn)生相應(yīng)的和應(yīng)涌流,這個(gè)涌流有如下特點(diǎn):1)相對(duì)充電變壓器的激磁涌流而言,運(yùn)行變壓器的和應(yīng)涌流為負(fù)值(反相),即當(dāng)充電變壓器空投而鐵芯正相飽和時(shí),并聯(lián)運(yùn)行變壓器的鐵芯趨向反相飽和。2)充電變壓器由初始的不飽和狀態(tài)逐漸過度到飽和狀態(tài),和應(yīng)涌流將由小到大逐步增大。3)當(dāng)充電變壓器激磁涌流處于峰值附近時(shí),母線電壓的瞬時(shí)值較低,該時(shí)不產(chǎn)生和應(yīng)涌流;當(dāng)激磁涌流處于間斷期間,運(yùn)行變壓器在激磁涌流的直流勵(lì)磁和高電壓的共同作用下,將產(chǎn)生和應(yīng)涌流。因此激磁涌流和和應(yīng)涌流是正負(fù)交替產(chǎn)生的。4)大容量變壓器合閘的暫態(tài)過程持續(xù)期間長(zhǎng),和應(yīng)涌流緩慢增長(zhǎng),運(yùn)行變壓器的差動(dòng)保護(hù)可能在充電變壓器空投合閘較長(zhǎng)時(shí)間之后,由于和應(yīng)涌流造成誤動(dòng)作。4次諧波制動(dòng)的適用性和應(yīng)涌流和變壓器的激磁涌流一樣,只流過變壓器一側(cè)。在變壓器空投合閘或切除外部短路的電壓恢復(fù)過程中,全部激磁涌流都將流入差動(dòng)回路,勢(shì)必造成變壓器差動(dòng)保護(hù)的誤動(dòng)作。且在一臺(tái)變壓器產(chǎn)生激磁涌流的同時(shí),與其并聯(lián)運(yùn)行的變壓器中還會(huì)產(chǎn)生和應(yīng)涌流,和應(yīng)涌流也將全部流入差動(dòng)回路,造成變壓器差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)作。目前從理論分析的結(jié)果來看,只要有激磁涌流的存在,其中就有二次及高次諧波的存在,而且經(jīng)電流互感器傳變后,二次涌流中二次諧波成份還會(huì)有所增加。因此,對(duì)于激磁涌流可以采用二次諧波制動(dòng)的方法予以解決。但是對(duì)于和應(yīng)涌流則不同,上述試驗(yàn)說明,和應(yīng)涌流中的二次諧波成份并不是在和應(yīng)涌流最大時(shí)最大,而且隨著和應(yīng)涌流的衰減而增大,所以采用二次諧波制動(dòng)的保護(hù),是不能防止和應(yīng)涌流造成誤動(dòng)的。大壩發(fā)電廠1號(hào)發(fā)變組差動(dòng)保護(hù)的經(jīng)常誤動(dòng)更說明這一點(diǎn)。由二次諧波制動(dòng)原理構(gòu)成的變壓器差動(dòng)保護(hù),對(duì)于防止激磁涌流引起的誤動(dòng),無論是從原理分析,還是多年來的運(yùn)行實(shí)踐都是無可非議的。但是對(duì)于和應(yīng)涌流它卻不盡其然,因此,由二次諧波制動(dòng)原理構(gòu)成的保護(hù),還有它的不足之處。為了消除和應(yīng)涌流造成的誤動(dòng),可采用三相“或”二次諧波制動(dòng)方式,但是這種“或”門閉鎖方式在帶有匝間短路的變壓器空載合閘時(shí),差動(dòng)保護(hù)因非故障相的激磁涌流而閉鎖,造成變壓器匝間短路的延時(shí)切除,特別是大型變壓器,涌流衰減很慢,將會(huì)引起變壓器的嚴(yán)重?zé)龎?。也可采用其它原理?gòu)成的變壓器差動(dòng)保護(hù),來彌補(bǔ)二次諧波對(duì)和應(yīng)涌流不能制動(dòng)的不足。另外,運(yùn)行中還多次發(fā)生當(dāng)系統(tǒng)中某臺(tái)變壓器空投合閘時(shí),正在運(yùn)行的變壓器由零序過流保護(hù)誤動(dòng)而跳閘,當(dāng)某一變壓器進(jìn)行空投操作時(shí),運(yùn)行變壓器被切除,原因是空投變壓器的激磁涌流中的零序電流流過運(yùn)行變壓器的中性點(diǎn),引起運(yùn)行變壓器零序電流保護(hù)誤動(dòng)作。為此,應(yīng)正確估算各種系統(tǒng)運(yùn)行方式下,其它變壓器空投時(shí),和應(yīng)涌流在本變壓器中性點(diǎn)流過的最大零序電流。5變壓器充電情況5.1空投變壓器時(shí),三相激磁涌流的大小不一樣,所含的二次分量也不相同。在合閘后的2～3個(gè)周波內(nèi),有可能一相激磁涌流中的二次諧波分量小于20%。隨著電流的衰減,涌流中的二次諧波成比例增加。5.2變壓器充電時(shí),對(duì)與其并聯(lián)運(yùn)行的變壓器影響是,使并聯(lián)運(yùn)行變壓器電流中直流分量與二次諧波分量顯著增大,最大為10%以上,三次諧波電流也有增大。5.3在并聯(lián)運(yùn)行變壓器中,由于和應(yīng)涌流的影響,及變壓器兩側(cè)電流中二次諧波分量衰減特性不一,故使變壓器差動(dòng)保護(hù)的差流回路中出現(xiàn)電流。差流中二次諧波的含量有時(shí)很小(小于10%),所以變壓器差動(dòng)保護(hù)有誤動(dòng)的可能。5.4由于和應(yīng)涌流是通過兩臺(tái)變壓器的中性點(diǎn)構(gòu)成回路,且存在有較大的零序涌流,因此變壓器的零序保護(hù)也有誤動(dòng)的可能。6關(guān)于變壓器差動(dòng)保護(hù)的其他問題的建議6.1解決和應(yīng)涌流引起變壓器差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)的最根本的辦法是,首先解決二次諧波電流不能可靠制動(dòng)和應(yīng)涌流的問題。這樣就對(duì)二次諧波制動(dòng)原理構(gòu)成的變壓器差動(dòng)保