缅甸电源电站充电跳闸事故分析

王虎

摘 要：随着现代电力网络的不断发展，电力系统日益复杂，对电力设备的运行可靠性要求越来越高，为了进一步提升缅甸电源电站设备运行的可靠性，文章主要对其运行方式、出现充电跳闸事故的现象、原因进行分析，提出了相应的改进措施，从而确保在后期的电力输送过程中，更好地避免跳闸事故的产生，实现缅甸电力开发、建设的顺利发展。

关键词：缅甸；密松变电站；电源电站；孤网运行；跳闸事故

缅甸电源电站位于缅甸北部克钦邦其培市南坞村附近，是伊洛瓦底江上游干流恩梅开江一级支流其培河交汇区域，主要作为伊洛瓦底江密支那以上流域近期开发的密松6000MW水电站和其培3800MW水电站的施工电源，电站装机容量为99MW（单机33MW，共3台机组）。

2011年9月10日，缅甸电源电站在对新建成密松变电站两台主变高压侧全电压冲击试验完成后，在密松变电站2#主变空载情况下，在高压侧空投密松变电站1#主变，准备对1#主变低压侧10kV母线充电，导致电源电站2#发电机出口开关跳闸，机组甩负荷过速停机，致使电源电站全厂失压。

1 系统结构和运行方式

缅甸电源电站采用的接线方式，如下图所示：

电源电站当时的运行方式为：2#发电机带本厂2#主变（40MW）、110kVⅠ段母线、源松线孤网运行，向对侧密松变电站1#主变高压侧全电压充电，2#主变空载运行，密松变电站共两台相同型号的主变（各16MW）。

2 事故现象

密松变电站1#主变高压侧合闸瞬间，在电源电站侧源松线、110kVⅠ段母线、发电机出口都出现谐波电压和电流，3秒后2#发电机复压过流保护Ⅰ段动作跳发电机出口开关、随后机组频率上升到57Hz-59Hz，有明显的震动现象，发出嗡嗡声音，最后机组过频保护动作停机，密松变电站侧：1#主变差动保护启动后返回（未动作）。运行维护人员检查变压器外观和瓦斯保护均无异常，取变压器油样做色谱分析正常。

3 原因分析

通过分析跳闸事故时刻故障录波器所录电源电站110kVⅠ段母线电压和发电机电压、电流波形，发现在密松变电站1#主变合闸时刻，系统中出现了涌流，产生高次了谐波，导致系统电压和电流波形都发生了畸变，根据系统接线方式和运行操作情况分析，出现涌流的原因可能有两种，第一是励磁涌流，当空投变压器或切除区外故障时，电压恢复正常的过程中，由于磁通不能突变，磁通中会出现非周期性暂态分量，与铁芯剩磁一起使变压器铁芯饱和，同时由于电压是交变的，因而一个周波内变压器铁芯周期性地进入和退出饱和区，当进入饱和区时，励磁电流的瞬时值很大，可能达到变压器额定电流的5～10倍甚至更大，这就出现励磁涌流。

第二是和应涌流，当发电厂或变电所内母线上连接两台或两台以上的变压器时，如果一台变压器进行空载合闸，在变压器绕组中将出现励磁涌流，与此同时，在另外一台并联或级联运行的中性点接地变压器绕组中也将出现浪涌电流，称作为和应涌流。和应涌流产生的本质原因是由于合闸变压器励磁涌流流过系统电阻使得变压器工作母线电压降低，使铁芯饱和所致。

无论是何种性质的涌流，可以确定的是：当密松变电站1#主变空投时，在系统中出现了涌流，产生了大量高次谐波（主要以二次谐波为主），在密松变电站侧：产生的涌流引起主变差动保护装置启动，但由于变压器差动保护采用了比率制动的特性，增设了防涌流误动的二次谐波闭锁判据，并且在变压器差动保护的整定中充分考虑了励磁涌流对变压器保护装置的影响，已经适当提高了可靠系数（0.15）用以避开变压器产生的涌流，因此变压器保护装置的差动保护没有动作。而在电源电站侧，由于是孤网运行，产生的谐波电流对电网影响较大，并且这个涌流的效果对发电机来说是反向穿越性的，导致2#发电机复压过流Ⅰ段保护动作，跳开发电机出口开关，随即机组出现甩负荷、过速，机组水机保护动作停机。

4 避免措施分析

根据以上分析，导致发电机跳闸事故产生的原因为变压器合闸产生的励磁涌流以及励磁涌流诱发的和应涌流，为避免在以后运行中出现相同问题，结合电源电站孤网运行的实际情况，提出以下几个解决办法：

4.1 采用并联合闸电阻、内插电阻法等方法抑制励磁涌流

4.1.1 并联合闸电阻法，通过合闸电阻承受冲击电流，电在冲击电流衰减到一定范围后再切除合闸电阻；具体做法为：在变压器合闸回路并联一个电阻R，合闸时，先合上K1，用适当的电阻器R来抑制冲击电流，待冲击电流衰减到额定电流之内时再将合上开关K2，这样就能有效的抑制了励磁涌流，并且加快了合闸励磁涌流的衰减速度（见图）。

带合闸电阻的变压器空载合闸电路

4.1.2 内插电阻法，在变压器的中性点处联接一个接地电阻，以承受合闸时产生的不平衡电流，从而使得变压器的励磁涌流得以衰减。

4.2 尽量避免可能产生涌流的运行操作，避免空投大容量变压器

根据电源电站作为开发缅甸伊洛瓦底江梯级电站的施工电源，孤网运行的特性，在对其他变电站（电站）主变送电时，尽量采用110kV母线分段运行，开备用机组带主变递升加压方式送电，然后用110kV母线进行同期并网方式，避免空投大容量变压器的可能，从而避免运行操作产生的涌流导致跳闸事故。

5 结语

通过对缅甸电源电站充电跳闸事故的系统分析，找出了导致跳闸事故的原因并在此基础上提出了切实可行的应对解决办法，分析表明，在小电网系统，特别是孤网系统中，空投大容量变压器容易导致电网波动甚至崩溃，为保证小电网的正常稳定运行，一方面，应尽量避免空投大容量变压器或者甩相对较大负荷，另一方面，尽量采用削弱或防止产生涌流的先进合闸技术，避免变压器空载投运时引起保护误动作，从而保证区域内电力系统的稳定，为缅甸电力开发和电网建设提供保障。

参考文献

[1] 公茂法，夏文华，李国亮，刘建平，徐新源.变压器和应涌流和励磁涌流识别新判据[J].电力系统保护与控制，2012，40（18）.

[2] 李家坤，周海波，汪锋.变压器和应涌流现象分析及对策研究[J].安徽理工大学学报（自然科学版），2010，30（2）.

摘 要：随着现代电力网络的不断发展，电力系统日益复杂，对电力设备的运行可靠性要求越来越高，为了进一步提升缅甸电源电站设备运行的可靠性，文章主要对其运行方式、出现充电跳闸事故的现象、原因进行分析，提出了相应的改进措施，从而确保在后期的电力输送过程中，更好地避免跳闸事故的产生，实现缅甸电力开发、建设的顺利发展。

关键词：缅甸；密松变电站；电源电站；孤网运行；跳闸事故

缅甸电源电站位于缅甸北部克钦邦其培市南坞村附近，是伊洛瓦底江上游干流恩梅开江一级支流其培河交汇区域，主要作为伊洛瓦底江密支那以上流域近期开发的密松6000MW水电站和其培3800MW水电站的施工电源，电站装机容量为99MW（单机33MW，共3台机组）。

2011年9月10日，缅甸电源电站在对新建成密松变电站两台主变高压侧全电压冲击试验完成后，在密松变电站2#主变空载情况下，在高压侧空投密松变电站1#主变，准备对1#主变低压侧10kV母线充电，导致电源电站2#发电机出口开关跳闸，机组甩负荷过速停机，致使电源电站全厂失压。

1 系统结构和运行方式

缅甸电源电站采用的接线方式，如下图所示：

电源电站当时的运行方式为：2#发电机带本厂2#主变（40MW）、110kVⅠ段母线、源松线孤网运行，向对侧密松变电站1#主变高压侧全电压充电，2#主变空载运行，密松变电站共两台相同型号的主变（各16MW）。

2 事故现象

密松变电站1#主变高压侧合闸瞬间，在电源电站侧源松线、110kVⅠ段母线、发电机出口都出现谐波电压和电流，3秒后2#发电机复压过流保护Ⅰ段动作跳发电机出口开关、随后机组频率上升到57Hz-59Hz，有明显的震动现象，发出嗡嗡声音，最后机组过频保护动作停机，密松变电站侧：1#主变差动保护启动后返回（未动作）。运行维护人员检查变压器外观和瓦斯保护均无异常，取变压器油样做色谱分析正常。

3 原因分析

通过分析跳闸事故时刻故障录波器所录电源电站110kVⅠ段母线电压和发电机电压、电流波形，发现在密松变电站1#主变合闸时刻，系统中出现了涌流，产生高次了谐波，导致系统电压和电流波形都发生了畸变，根据系统接线方式和运行操作情况分析，出现涌流的原因可能有两种，第一是励磁涌流，当空投变压器或切除区外故障时，电压恢复正常的过程中，由于磁通不能突变，磁通中会出现非周期性暂态分量，与铁芯剩磁一起使变压器铁芯饱和，同时由于电压是交变的，因而一个周波内变压器铁芯周期性地进入和退出饱和区，当进入饱和区时，励磁电流的瞬时值很大，可能达到变压器额定电流的5～10倍甚至更大，这就出现励磁涌流。

第二是和应涌流，当发电厂或变电所内母线上连接两台或两台以上的变压器时，如果一台变压器进行空载合闸，在变压器绕组中将出现励磁涌流，与此同时，在另外一台并联或级联运行的中性点接地变压器绕组中也将出现浪涌电流，称作为和应涌流。和应涌流产生的本质原因是由于合闸变压器励磁涌流流过系统电阻使得变压器工作母线电压降低，使铁芯饱和所致。

无论是何种性质的涌流，可以确定的是：当密松变电站1#主变空投时，在系统中出现了涌流，产生了大量高次谐波（主要以二次谐波为主），在密松变电站侧：产生的涌流引起主变差动保护装置启动，但由于变压器差动保护采用了比率制动的特性，增设了防涌流误动的二次谐波闭锁判据，并且在变压器差动保护的整定中充分考虑了励磁涌流对变压器保护装置的影响，已经适当提高了可靠系数（0.15）用以避开变压器产生的涌流，因此变压器保护装置的差动保护没有动作。而在电源电站侧，由于是孤网运行，产生的谐波电流对电网影响较大，并且这个涌流的效果对发电机来说是反向穿越性的，导致2#发电机复压过流Ⅰ段保护动作，跳开发电机出口开关，随即机组出现甩负荷、过速，机组水机保护动作停机。

4 避免措施分析

根据以上分析，导致发电机跳闸事故产生的原因为变压器合闸产生的励磁涌流以及励磁涌流诱发的和应涌流，为避免在以后运行中出现相同问题，结合电源电站孤网运行的实际情况，提出以下几个解决办法：

4.1 采用并联合闸电阻、内插电阻法等方法抑制励磁涌流

4.1.1 并联合闸电阻法，通过合闸电阻承受冲击电流，电在冲击电流衰减到一定范围后再切除合闸电阻；具体做法为：在变压器合闸回路并联一个电阻R，合闸时，先合上K1，用适当的电阻器R来抑制冲击电流，待冲击电流衰减到额定电流之内时再将合上开关K2，这样就能有效的抑制了励磁涌流，并且加快了合闸励磁涌流的衰减速度（见图）。

带合闸电阻的变压器空载合闸电路

4.1.2 内插电阻法，在变压器的中性点处联接一个接地电阻，以承受合闸时产生的不平衡电流，从而使得变压器的励磁涌流得以衰减。

4.2 尽量避免可能产生涌流的运行操作，避免空投大容量变压器

根据电源电站作为开发缅甸伊洛瓦底江梯级电站的施工电源，孤网运行的特性，在对其他变电站（电站）主变送电时，尽量采用110kV母线分段运行，开备用机组带主变递升加压方式送电，然后用110kV母线进行同期并网方式，避免空投大容量变压器的可能，从而避免运行操作产生的涌流导致跳闸事故。

5 结语

通过对缅甸电源电站充电跳闸事故的系统分析，找出了导致跳闸事故的原因并在此基础上提出了切实可行的应对解决办法，分析表明，在小电网系统，特别是孤网系统中，空投大容量变压器容易导致电网波动甚至崩溃，为保证小电网的正常稳定运行，一方面，应尽量避免空投大容量变压器或者甩相对较大负荷，另一方面，尽量采用削弱或防止产生涌流的先进合闸技术，避免变压器空载投运时引起保护误动作，从而保证区域内电力系统的稳定，为缅甸电力开发和电网建设提供保障。

参考文献

[1] 公茂法，夏文华，李国亮，刘建平，徐新源.变压器和应涌流和励磁涌流识别新判据[J].电力系统保护与控制，2012，40（18）.

[2] 李家坤，周海波，汪锋.变压器和应涌流现象分析及对策研究[J].安徽理工大学学报（自然科学版），2010，30（2）.

摘 要：随着现代电力网络的不断发展，电力系统日益复杂，对电力设备的运行可靠性要求越来越高，为了进一步提升缅甸电源电站设备运行的可靠性，文章主要对其运行方式、出现充电跳闸事故的现象、原因进行分析，提出了相应的改进措施，从而确保在后期的电力输送过程中，更好地避免跳闸事故的产生，实现缅甸电力开发、建设的顺利发展。

关键词：缅甸；密松变电站；电源电站；孤网运行；跳闸事故

缅甸电源电站位于缅甸北部克钦邦其培市南坞村附近，是伊洛瓦底江上游干流恩梅开江一级支流其培河交汇区域，主要作为伊洛瓦底江密支那以上流域近期开发的密松6000MW水电站和其培3800MW水电站的施工电源，电站装机容量为99MW（单机33MW，共3台机组）。

2011年9月10日，缅甸电源电站在对新建成密松变电站两台主变高压侧全电压冲击试验完成后，在密松变电站2#主变空载情况下，在高压侧空投密松变电站1#主变，准备对1#主变低压侧10kV母线充电，导致电源电站2#发电机出口开关跳闸，机组甩负荷过速停机，致使电源电站全厂失压。

1 系统结构和运行方式

缅甸电源电站采用的接线方式，如下图所示：

电源电站当时的运行方式为：2#发电机带本厂2#主变（40MW）、110kVⅠ段母线、源松线孤网运行，向对侧密松变电站1#主变高压侧全电压充电，2#主变空载运行，密松变电站共两台相同型号的主变（各16MW）。

2 事故现象

密松变电站1#主变高压侧合闸瞬间，在电源电站侧源松线、110kVⅠ段母线、发电机出口都出现谐波电压和电流，3秒后2#发电机复压过流保护Ⅰ段动作跳发电机出口开关、随后机组频率上升到57Hz-59Hz，有明显的震动现象，发出嗡嗡声音，最后机组过频保护动作停机，密松变电站侧：1#主变差动保护启动后返回（未动作）。运行维护人员检查变压器外观和瓦斯保护均无异常，取变压器油样做色谱分析正常。

3 原因分析

通过分析跳闸事故时刻故障录波器所录电源电站110kVⅠ段母线电压和发电机电压、电流波形，发现在密松变电站1#主变合闸时刻，系统中出现了涌流，产生高次了谐波，导致系统电压和电流波形都发生了畸变，根据系统接线方式和运行操作情况分析，出现涌流的原因可能有两种，第一是励磁涌流，当空投变压器或切除区外故障时，电压恢复正常的过程中，由于磁通不能突变，磁通中会出现非周期性暂态分量，与铁芯剩磁一起使变压器铁芯饱和，同时由于电压是交变的，因而一个周波内变压器铁芯周期性地进入和退出饱和区，当进入饱和区时，励磁电流的瞬时值很大，可能达到变压器额定电流的5～10倍甚至更大，这就出现励磁涌流。

第二是和应涌流，当发电厂或变电所内母线上连接两台或两台以上的变压器时，如果一台变压器进行空载合闸，在变压器绕组中将出现励磁涌流，与此同时，在另外一台并联或级联运行的中性点接地变压器绕组中也将出现浪涌电流，称作为和应涌流。和应涌流产生的本质原因是由于合闸变压器励磁涌流流过系统电阻使得变压器工作母线电压降低，使铁芯饱和所致。

无论是何种性质的涌流，可以确定的是：当密松变电站1#主变空投时，在系统中出现了涌流，产生了大量高次谐波（主要以二次谐波为主），在密松变电站侧：产生的涌流引起主变差动保护装置启动，但由于变压器差动保护采用了比率制动的特性，增设了防涌流误动的二次谐波闭锁判据，并且在变压器差动保护的整定中充分考虑了励磁涌流对变压器保护装置的影响，已经适当提高了可靠系数（0.15）用以避开变压器产生的涌流，因此变压器保护装置的差动保护没有动作。而在电源电站侧，由于是孤网运行，产生的谐波电流对电网影响较大，并且这个涌流的效果对发电机来说是反向穿越性的，导致2#发电机复压过流Ⅰ段保护动作，跳开发电机出口开关，随即机组出现甩负荷、过速，机组水机保护动作停机。

4 避免措施分析

根据以上分析，导致发电机跳闸事故产生的原因为变压器合闸产生的励磁涌流以及励磁涌流诱发的和应涌流，为避免在以后运行中出现相同问题，结合电源电站孤网运行的实际情况，提出以下几个解决办法：

4.1 采用并联合闸电阻、内插电阻法等方法抑制励磁涌流

4.1.1 并联合闸电阻法，通过合闸电阻承受冲击电流，电在冲击电流衰减到一定范围后再切除合闸电阻；具体做法为：在变压器合闸回路并联一个电阻R，合闸时，先合上K1，用适当的电阻器R来抑制冲击电流，待冲击电流衰减到额定电流之内时再将合上开关K2，这样就能有效的抑制了励磁涌流，并且加快了合闸励磁涌流的衰减速度（见图）。

带合闸电阻的变压器空载合闸电路

4.1.2 内插电阻法，在变压器的中性点处联接一个接地电阻，以承受合闸时产生的不平衡电流，从而使得变压器的励磁涌流得以衰减。

4.2 尽量避免可能产生涌流的运行操作，避免空投大容量变压器

根据电源电站作为开发缅甸伊洛瓦底江梯级电站的施工电源，孤网运行的特性，在对其他变电站（电站）主变送电时，尽量采用110kV母线分段运行，开备用机组带主变递升加压方式送电，然后用110kV母线进行同期并网方式，避免空投大容量变压器的可能，从而避免运行操作产生的涌流导致跳闸事故。

5 结语

通过对缅甸电源电站充电跳闸事故的系统分析，找出了导致跳闸事故的原因并在此基础上提出了切实可行的应对解决办法，分析表明，在小电网系统，特别是孤网系统中，空投大容量变压器容易导致电网波动甚至崩溃，为保证小电网的正常稳定运行，一方面，应尽量避免空投大容量变压器或者甩相对较大负荷，另一方面，尽量采用削弱或防止产生涌流的先进合闸技术，避免变压器空载投运时引起保护误动作，从而保证区域内电力系统的稳定，为缅甸电力开发和电网建设提供保障。

参考文献

[1] 公茂法，夏文华，李国亮，刘建平，徐新源.变压器和应涌流和励磁涌流识别新判据[J].电力系统保护与控制，2012，40（18）.

[2] 李家坤，周海波，汪锋.变压器和应涌流现象分析及对策研究[J].安徽理工大学学报（自然科学版），2010，30（2）.