变压器的容量越小,空投 万方数据 第14期 范瑾:考虑变压器励磁涌流影响的保护整定 193 衰6变压器参数襄 3.2 变压器差动保护中的差动速断定值 型号DFP一390000/500 制造厂 天威保变 变压器差动速断定值,一般按照变压器额定电流的 额定客量 390×3MVA 冷却方式 强油风冷 5~8倍整定,通常只考虑躲过变压器区外最大短路故 额定电压 525kV/27kV 结线方式 YN,dll 障不平衡电流。并且在现场所下的差动保护高定值中, 286.7 444.4A 额定电流1 A/14 短路阻抗 15% 通常为了提高灵敏度,计算所得的定值偏小。而在实际 变压器CT变比为2500/1 过程中往往冲击时励磁涌流电流达到或者接近改定值, 2.2 实验数据分析 容易造成误动作[6]。例如北方某电站,在变压器冲击过 (1)励磁涌流波形是间断的,且间断角很大,一般 程中,保护跳闸,后经检查发现,是差动速断动作。开始 大于150。,由于波形间断,使其在一个周期内正半波与 怀疑是变压器内部存在故障,后经检查发现变压器本体 负半渡不对称,所以采用波形识别的方法进行闭锁差动 及外部接线无放电痕迹,油样检查无异常,内部也无放 保护能很好地防止变压器冲击过程中差动保护误动; 电现象,这个可能性也被排除。之后通过分析变压器冲 (2)励磁涌流中含有很大的二次谐波分量,用谐波 击时录波文件发现分析原因,冲击电流录波显示最大值 A,冲 分析仪进行测量分析,不同时刻涌流中二次谐波分量与 达到12.786A,而原中调下的差动速断定值为12 基波分量的百分比大于30%,有的达40%,甚至更大, 击过程中的励磁涌流超过差动速断定值,导致变压器差 但是二次谐波衰减很快,部分情况下,基波还没有衰减 动保护误动作。后经与中调联系,将定值改为15A,再 到差动启动值的情况下,B相的二次谐波含量已经达到 进行主变冲击试验未发生保护误动,送电成功,但已经 15%以下; 超过预定的送电时间8小时,造成了不小的经济损失。 (3)励磁涌流最大出现在第四次冲击时的C相,超变压器的差动速断保护定值整定不仅仅要考虑躲过变 过差动保护的启动值,二次谐波占基波比值最大的出现 压器区外最大短路故障不平衡电流,而且要考虑躲过变 在第五次冲击时的B相,最大达到39%; 压器空载合闸时的最大励磁涌流。不同的变压器差别 200 015 比较大,大型发变组(360~1MVA)通常采用3~ (4)励磁涌流衰减的最长时间为8ms。 4倍的额定电流,25MVA高压启动/备用变压器6~ 3变压器冲击过程中的保护定值整定的探讨 7倍的额定电流。但也不能一概而论,可以根据现场的 实际情况适当提高一点。 3.1 变压器差动保护谐波制动 3.3 变压器冲击过程中复压过流保护的整定 变压器冲击过程中,由于励磁涌流的存在,会导致 复压过流的过流定值通常按照躲过变压器高压侧 变压器差流超过启动值,差动保护启动。为了在变压器 额定电流整定,负序电压的定值通常按躲过正常运行时 空投或故障切除后恢复供电时保护不误动,现在的保护 的最大不平衡电压整定,时间通常按照大于相邻后备保 装置中常采用“或”门方式闭锁,选取三相电流中最大 护的动作时限[7],而没有考虑到励磁涌流的影响和冲击 二次谐波含量闭锁差动保护n]。制动关系如下: 时不平衡电压的影响。变压器复压过流保护整定中,由max(J2A/11A,IZB/11B,12c/ilc)≥K1 于存在负序电压和低电压的闭锁条件,通常过流的定值 式中:J1A,jlB,J1c为A,B,C三相差流;f2A,J2B,工2c为 取得较小,复压过流保护的灵敏度较高[8]。 A,B,C三相差流中二次谐波的含量。在现场所下的变 在现场,变压器复压过流保护的闭锁电压通常取自 压器差动保护谐波制动定值当中,很多情况下给出的制 变压器高压侧电压,而厂变和起备变通常取变压器的低 动定值是经验值20%Is]。结合多个大型变压器的空投 压侧电压作为复压过流保护的闭锁电压。由于变压器 试验数据发现,很多情况下二次谐波成分并不是很高, 复压过流保护的电压取自低压侧系统的进线TV,即变 尤其是在励磁涌流的衰减过程中,存在基波没有衰减到 压器次级侧电压,因此在变压器空载冲击合闸时由于三 差动保护定值以下,而二次谐波含量已经小于20%的 相磁通密度的不一致[9],再加上变压器三相剩磁的影 情况,这种情况下制动不起作用,差动保护会误动作。 响,使得变压器三相的励磁涌流饱和程度不一样。因而 结合现场的经验,认为二次谐波制动的定值升压变采用 造成变压器次级侧的空载电压在冲击后的一段时间内 16%比较好,降压变采用15%较好。最好结合空投时实 出现不平衡电压,即在变压器空载合闸的暂态过程中出 际的录波波形再整定。整定的原则是:谐波制动的定值 现了负序电压。负序电压存在的时间取决于变压器暂 整定时要结合主变的冲击波形,保证主变差流在主变差 态过程的持续时间,由上述变压器冲击过程数据分析可 动动作定值的范围内时,二次谐波的值必须要超过谐波 知,励磁涌流的最长衰减时间达到了6s。 制动的定值。 内蒙某电厂在起备变送电过程中共进行了三次冲 万方数据 194 现代电子技术 2011年第34卷击,前两次冲击发生了保护未见异常,而第三次发生了 4结语 复压过流保护动作。从故障时的录波文件如图3所示, 通过专用软件分析可知,当变压器冲击时,变压器的 在变压器冲击过程中,变压器保护的定值整定应该 三相电压并不平衡,电压【,A的最大值是75V,衰减 能可靠地对变压器起到保护作用,但也要保证在正常冲 0.5s后的最大值是65V,负序电压在0.5S后才衰减 击过程中,存在励磁涌流和负序电压的情况下,保护不 到5V以下,而此时励磁涌流为0.7A,还大于复压过流 误动。因此在定值的整定过程中要考虑励磁涌流的幅 的电流定值0.7A。起备变的复压过流的定值为按常 值,谐波含量和衰减时间以及负序电压的幅值和衰减时 规计算的负序电压4.6V,电流定值为0.6A,延时为 间。变压器定值的整定计算过程中,不仅要遵循理论计 0.4S。因此造成了起备变跳闸。 算和经验,也要结合现场一次设备的具体情况,这样 冲击过程中负序电压和励磁涌流的存在,衰减时间 次级保护装置才能有效的保护一次设备的正常运行。 还比较长,与变压器本身的设计特性与制造工艺有 参考文献 关[I引,并不能说明该变压器存在故障点。为保证启备 变的安全运行,后又将变压器的后备保护复压过流延时 [13王微俭.电气主设备继电保护原理与运行[M].北京:中国 电力出版社。1996. 定值由0.4S改为0.6S,后对变压器又进行3次冲击 [2]贺家李,宋从矩.电力系统继电保护原理[M].天津:天津大 合闸,均正常。所以在变压器复压过流定值的整定过程 学出版社,2004. 中,除了考虑到常规因素,还要考虑励磁涌流和负序电 [3]王毓东.电机学[M].杭州:浙江大学出版社,1990. 压的存在,以及衰减的时间的影响,负序电压整定大一 [4]郝志国,张宝会,褚云龙.变压器励磁涌流鉴别技术的现状 点,时间适当的长一些,还是有必要的。 和发展[J].变压器,2005,42(7){23—27. 讨[J].继电器,2004,32(15):74-75. V A相[6]周泽听。邱宇峰.从动模试验情况看微机型发电机变压器保 一j。一—#—’一一}一一fr一‘'… 工一工二二』3 一L—三二—_三.—j.1一~L一.上~一L— t j { —T一~1‘‘‘i f~Tj——广一f—t。 [7]国家电力调度通信中心.电力系统继电保护实用技术问答 B相V[M].2版.北京:中国电力出版社,2000. 一了———{一’‘。。l f…r一1…丁一f:’了[83高春如.大型发电机组继电保护整定计算与运行技术[M]. 薹?主:羔二j二E二。tt:芏±:立j’ ? i ;. 2版.北京:中国电力出版社,2010. C相V[93贺家李,李永丽,李斌,等.电力系统继电保护原理与实用技 术[M].北京:中国电力出版社,2009. [103谢达伟,洪乃刚,傅鹏.一种变压器空载合闸励磁涌流抑制 图3 变压器冲击电压波形 技术的研究[J].电气应用,2007,26(3):36-39. 作者简介:范瑾女,1983年出生,河南人,硕士。助教。研究方向为电子信息。 (上接第187页) 用于超导线圈电感值不等的情况,在线圈电感值相等的 [5]陈顺中,雷沅忠,王秋良.2MJ超导储能磁体失超保护的研 情况下,也能准确、及时的检测到失超信号,保证失超保 究[J].低温物理学报,2009,31(1):83—86. NANAT0 护装置及时准确的动作,进而维护超导储能混合磁体的 [6] N,YANAGISHlTA K. detectionofbi-2223HTScoil active Quench bypartial 安全稳定运行。 Trans.on ’powerdetectingmethod[J].IEEEAppl.Su- 参考文献 Mohamed [1]韩种。李艳.超导电力磁储能系统研究进展(一):超导储能[7]HILALA,VEscEY 装置[J].电力系统自动化。2001(12):63—68. JohnM,eta1.Quenchdetectionofmultiplemagnetsystem on [23肖立业.超导电力技术的现状和发展趋势[J].电网技术, [J].IEEETransactionsapplied 2004。28(9):33-41. (3):109-114 [3]石晶,唐跃进.电力安全与超导磁储能系统[J].低温物理学[8]华成英,童诗白.模拟电子技术基础[M].3版.北京:高等教 报,2003,25(5):105卜1057. 育出版社,2001. [4]李艳韩。程时杰.超导储能系统(SMEs)在高压输电中的应 用[J].高电压技术,2000,26(5):53—55. 万方数据