探析变压器并列运行定时限过电流保护动作

张佳仁

（宁夏红寺堡扬水管理处，宁夏 中卫 755100）

探析变压器并列运行定时限过电流保护动作

张佳仁

（宁夏红寺堡扬水管理处，宁夏 中卫 755100）

结合泵站厂变定时限过电流保护跳闸，从变压器的并列运行条件、试验数据、微机保护校验、现场运行数据分析了跳闸原因，结合实际情况阐述了环流产生的原因、危害和采取的措施。

变压器；并列运行；变电所

随着红寺堡扬水管理处扬水生产任务的逐年增大，管理处14座扬水泵站，3座110 kV变电所，6座35 kV变电所的机电设备也逐年老化，各种问题和故障也不断暴露，现结合发生在红二泵站2#厂变定时限过电流保护跳闸故障进行分析。

1　故障现象

2015年4月8日2时19分，红二泵站开启3#电动机瞬间，2#厂变定时限过电流保护跳闸，动作故障电流：A相：17 A，B相：18 A，C相：19 A；2015年4月8日13时35分，开启6#电动机瞬间，2#厂变定时限过电流保护跳闸，动作故障电流：A相：19 A，B相：19 A，C相：20 A；运行方式：1#、2#主变运行，10 kV母联500断路器断开，10 kVⅠ段投运2#、4#、5#、7#机组、1#厂变，10 kVⅡ段投运8#机组、2#厂变，0.4 kV母联投运，1#、2#厂变并列运行；1#、2#厂变运行档位为：Ⅱ档。

2　故障原因分析

2.1根据变压器的并列运行条件分析

根据两台厂变的铭牌参数分析，这两台厂变满足并列运行的3个条件。①变压器的连结组相同，两台厂变的连结组标号都是Yyn0；②变压器的变比相同，两台厂变的变比都是10 500/400；③变压器的短路阻抗相同，两台厂变的短路阻抗分别是3.94%、3.93%。

2.2根据变压器的试验数据分析

1#厂变试验数据：绝缘电阻：高压-壳体15 000 MΩ，低压-壳体15 000 MΩ，高压-低压15 000 MΩ；线圈直流电阻：高压线圈Ⅱ档直流电阻A-B=3.956 Ω，B-C=3.944 Ω，C-A=3.951 Ω；低压线圈直流电阻a-O=2.368 mΩ，b-O=2.386 mΩ，c-O=2.49 mΩ；绕组的tgδ：电压等级：10 kV，试验电压：10 kV，tgδ=2.013，绕组的泄漏电流：试验电压10 kV，泄漏电流：1 μA，加压时间：1 min；交流耐压试验：试验电压：30 kV，加压时间：1 min，泄漏电流0.1 μA。

2#厂变试验数据：绝缘电阻：高压-壳体5 000 MΩ，低压-壳体5 000 MΩ，高压-低压5 000 MΩ；线圈直流电阻：高压线圈Ⅱ档直流电阻A-B=7.628 Ω，B-C=7.63 Ω，C-A=7.648 Ω；低压线圈直流电阻a-O=3.59 mΩ，b-O=3.54 mΩ，c-O=3.574 mΩ；绕组的tgδ：电压等级：10 kV，试验电压：10 kV，tgδ=1.56；绕组的泄漏电流：试验电压10 kV，泄漏电流：1 μA，加压时间：1 min；交流耐压试验：试验电压：30 kV，加压时间：1 min，泄漏电流0.1 μA。

根据两台厂变的绝缘电阻、绕组直流电阻、介质损耗、直流泄露电流、交流耐压试验的数据分析，对照《电力设备预防性试验规程》，两台变压器的试验结论都合格。判断结论：两台厂变正常且满足运行条件，不影响定时限过电流保护跳闸。

2.3根据微机保护装置定值分析

1#厂变高压测SEL551微机保护装置定值：电流互感器（CT）变比：30/5，定时限电流定值：4.2 A、0.5 S；速断定值：50 A；2#厂变高压测SEL551微机保护装置定值：电流互感器（CT）变比：15/5，定时限电流定值：5.4 A、0.5 S；速断定值：50 A；对照保护定值单和微机保护装置上的定值数据都相同，同时又对微机保护装置进行保护校验工作且保护动作可靠，本次定时限过电流保护动作跳闸不属于保护误动作。

2.4根据变压器的实际运行参数的记录分析

表1　10 kV侧、0.4 kV侧负荷不变，1#厂变单独运行

根据以上两台厂变的三种运行方式的运行数据可以看出，两台厂变单独运行或解列运行电流数值都远小于两台厂变并列运行电流值，尤其是2#厂变更为明显（在负荷不变的情况下，2#厂变解列运行电流是1.26 A，并列运行的电流是9.01 A），由此可以判断，影响本次定时限过电流保护跳闸的原因：一是两台厂变并列运行后产生环流，二是由于电动机的瞬时启动电流是额定电流的6～8倍，在3#电动机启动瞬间10 kVⅠ段电压瞬时下降，10 kVⅠ、Ⅱ段电压差值增大（10 kVⅠ电压小于10 kVⅡ段电压），使2#厂变并列运行电流增大至保护定值电流，造成2#厂变定时限过电流保护跳闸。

表2　10 KV侧、0.4 KV侧负荷不变，1#、2#厂变并列运行（400开关合闸）

3　环流产生的原因、危害和采取的措施

图1　泵站的运行方式

产生环流的原因。根据当时泵站的运行方式（见图1），两台主变解列运行，两台厂变并列运行，10 kVⅠ段投运4台2 500 kW电动机和1#厂变，10 kVⅡ段投运1台2 500 kW电动机和2#厂变，由于10 kVⅠ、Ⅱ段负荷分配不均，造成10 kVⅠ段母线电压略低于10 kVⅡ母线电压，从而造成两台厂变低压侧的电压不等，并列后产生环流。在3#电动机启动瞬间10 kVⅠ段电压瞬时下降，10 kVⅠ、Ⅱ段电压差值增大，环流电流也随之增大。

产生环流的危害。根据前面所述，两台厂变的三种运行方式的运行数据可以清楚的看出，形成环流后，产生的危害有：一是增加变压器的不必要的损耗；二是严重影响系统运行的稳定性。

采取的措施。结合泵站实际运行情况，针对此种情况，应采取的措施：一是两台厂变同时运行，建议不要并列运行；二是若两台厂变并列运行，建议10 kV母联断路器（500）投入运行，保证两台厂变在同一电压等级下运行，低压侧不会产生电位差；三是保证10 kV两段负荷分配平衡，在10 kV侧不产生电位差；四是两台变压器满足并列运行条件。

主要参考文献

［1］崔家佩，孟庆炎，陈永芳.电力系统继电保护与安全自动装置整定计算［M］.北京：中国电力出版社，1998.

［2］陈家斌.电气设备故障检测诊断方法及实例［M］.北京：中国水利水电出版社，2003.

10.3969/j.issn.1673 - 0194.2015.24.111

F279

A

1673-0194（2015）24-0139-02

2015-11-15