500kV变压器保护过激磁告警问题讨论

杨勇　全楠　周恒

摘  要：电力作为一种能源，对人类社会的进步与发展有着重要意义。在电力设备中，变压器在过激磁运行时，会导致内部损耗增大、引起铁芯温度升高或局部过热。严重时造成铁芯变形及损伤介质绝缘。为确保大型、超高压变压器的安全运行，设置变压器过激磁保护非常必要。基于此，本文以超高压±500kV直流输电系统发生双极闭锁故障为例，就交流变电站500kV变压器保护过激磁告警不能自动复归的原因进行分析讨论。

关键词：变压器;过激磁告警;500kV

一、500kV主变保护的装置情况分析

1、500kV变压器保护装置过激磁保护定值见表1。

2、500kV变压保护过激磁告警未返回时刻高压侧电压最小值及频率见表2。

二、500kV主变过激磁保护的配置及动作逻辑分析

变压器保护装置设有定时限过激磁告警和反时限过激磁保护。过激磁保护逻辑如图1所示。过激磁保护的倍数N=U/Fr，其中U和Fr分别为变压器高压侧母线电压的标幺值和频率的标幺值。过激磁保护的动作与否与系统频率和母线电压密切相关。本文仅对母线电压的角度对过激磁告警进行验证和分析。

三、500kV主变过激磁保护试验验证

1、验证保护装置过激磁告警发生。试验设备采用ONLY-AT1266-40继电保护测试仪和福禄克179C数字万用表，从保护定值得知过激磁基准电压为60.63V，本文在保护测试仪的起始电压也设置为60.63V，此时保护不告警。采取0.1V的步长继续给装置缓慢加压，当所加电压接近60.63V×1.05=63.66V时，每增加0.1V间隔时间为10s，当我们所加电压为63.8V时，装置采样为64.3V，保护过激磁告警正确发出，分别如图2、图3所示。

2、验证保护装置过激磁告警返回。主变保护在此动作基础上，模拟系统电压下降，装置告警自动复归的行为;采取0.1V的步长缓慢降低电压，当电压降低至63.8V×0.96=61.23V时，装置告警未能返回，说明电压未降到返回值，继续降低所加电压，时间也间隔10s，电压降至60.7V，保护过激磁告警复归，分别如图4、图5所示。

3、试验结论。由试验得知，装置过激磁过激磁要发生则PT二次侧电压应大于60.63V×1.05=63.66V，装置要能正确可靠返回PT二次侧电压应小于61.3V，因变压器保护装置过激磁告警在软件的程序内部返回系数设置为0.96，根据表1定值可知，返回倍数为n=1.05×0.96=1.008，其返回电压应为60.63V×1.008=61.12V，因保护装置自身电压采样存在0.4～0.5V的误差，从而得出所加外部电压应为61.12V-0.4V=60.7V，所以，当继保测试仪加量降至60.7V时，主变保护可靠返回。

4、原因分析。截取了一个时间段的母线电压曲线，如图6所示。如果系统母线电压始终稳定运行在533kV附近，最小值为530kV，那么PT二次侧实际最低电压为530/500×1.732=61.2V，加上装置采样误差0.4V，则装置感受到的电压为61.6V，此时主变保护装置不能自动返回。因此，现有的系统运行条件和电压曲线保护装置不能自动复归。

5、解决办法。①调整系统电压，使系统电压降至530kV以下，随着500kV电力网络的建设，系统电压也越来越稳定，各种补偿设备的投入使用以及智能调节，已经很难通过运行方式来调低系统电压。②改變保护定值所设置的返回系数，适当调高返回系统至0.97，将是一个行之有效的解决办法。

四、小结

总之，随着社会的发展，电力系统安全、高效的运行日益重要。本文以超高压±500kV直流输电系统发生双极闭锁故障为例，就交流变电站500kV变压器保护过激磁告警不能自动复归的原因进行分析讨论，以期为今后相关工作提供参考。

参考文献

[1]连杰，周云安.一起变压器过激磁保护误动作事故分析[J].电力安全技术，2010，12.

[2]鄢志超.一例发电机过激磁保护动作跳闸事故分析[J].浙江电力，2012，31（3）.