一起互感器饱和引起的差动误动原因分析罗俊平

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1、一起互感器饱和引起的差动误动原因分析罗俊平（1.湖南省冷水江市自来水公司417500;2.湖南省闪星锑业股份有限公司417502）摘要：通过对某厂变电站1#主变差动误动原因的分析和对电流互感器饱和特性的测试，找出事故原因，提出解决方法。关键词：电流互感器主变差动短路电流饱和特性一、引言2011年12月3日11点左右，某厂变电站1#主变差动保护发生动作，250电容器柜速断跳闸，246线路速断跳闸，见图1。当时2#主变又在检修状态，无法供电，3#主变容量太小，保证不了供电，最终引发全站停电23分钟、有关部门停电31分钟的事件，严重影响了企业的正常生产。二、现场检查分析变电

2、站1#主变差动动作发出报警后，专业技术人员和检修人员在第一时间赶到现场，对相关电气设备和开关进行了逐一排查。1、现场检查情况：1）、1#主变压器直阻、变比、绝缘阻值、变压油等均为正常状态，可以确定变压器无异常。后对主变进行空载通电测试，一切正常，证明1#主变无故障。2）、246线路（压风机房）上隔离开关操作连杆掉落在PT母排上。3）、250电容柜C相支柱瓷瓶对地有拉弧现象，B、C相母排则有大片电弧短路烧伤痕迹。见图2。2、原因初步分析根据前面的检查情况，初步认为主变差动保护动作系误动作，理由如下:1、246线路的隔离开关操作连杆掉落在PT母排上引发单相接地。而操作连杆

3、在与PT母排碰撞中又发生多次跳动接触，引发电气间隙性接地现象，使系统另两相产生过电压，使电容柜支柱瓷瓶绝缘薄弱处产生对地击穿放电，导致电容柜室B、C两相电弧短路。2、事故发生时，变电站投入是1#主变，1#主变低压侧与6.3KVI段母线相联（见图1），而246、250开关在6.3KVII段母线，200母联开关的故障录波清楚记录了当吋的短路情况（见图3、图4）。从故障波型明显看出前50ms短路电流较小，是两相接地引发的短路电流；后45ms短路电流较大，为两相电弧短路引发的短路电流;且la、lc相差180°,幅值相等，说明只有两相短路。为进一步探究主变差动保护误动作

4、的原由，下面分别从主变短路电流计算和互感器饱和特性测试进行确认分析。三、短路电流计算分析1、主变短路一次电流计算（标幺值）1）、系统C1（阻抗值由电网系统图提供）：正序阻抗Xl=0.012）、1#主变阻抗百分比Ud=7.2%额定容量Se=8MVA正序阻抗=0.93）、线路L1（矿锡线）规格：LGJ—185平均电压=35kV长度=6.5km通过查询数据库并计算：正序阻抗Xl=0.173554）、线路L2（250开关枳到电容器电缆）规格:VLV-70平均电压=6.3kV长度=0.025km通过查询数据库并计算：正序阻抗XI=0.004535）、短路电流汁算结果表表中：l&

5、rsquo;短路电流周期分量起始値10.10.1秒短路电流有效值10.20.2秒短路电流奋效值12—一2秒短路电流冇效值144秒短路电流奋效值Ich短路电流全电流最大奋效值ich短路冲击电流值S’起始短路容量ifz0.2——0.2秒时短路电流非周期分量6）、计算结果分析：在200开关故障录波图中短路吋二次峰值电流约100A,折算到一次电流为100×120/1.414=8486A，与主变短路一次电流计算8422A非常接近。图7互感器饱和特性测试原理2、主变差动动作电流录波分析根据1#主变差动动作电流录波记录，参照相关特性仿真波形，可以看出高压侧差

6、动故障电流波形饱和明显，低压侧差动故障电流波形饱和不明显，见图5、图6。四、互感器饱和特性测试分析从电流互感器的工作原理可知，艽饱和原因是铁芯磁通密度过大造成的，而铁芯的磁通密度又是可以通过互感器的感应电动势反映出来。但在保护级电流互感器的饱和特性测试中，由于其饱和点电流可能超过10〜20倍的额定电流，显然在现场是难以完成的。因此，电流互感器的伏安特性测试通达采用以下方法进行，其测试原理图见图7:电流互感器一次绕组开路，从二次绕组通入电流，然后测量二次绕组上的电压降，再根据公式(1)计算其饱和电流倍数。饱和电流倍数=Vsat/(le×Z)(1)式中：Vsa

7、t——饱和电压le—一电流互感器二次额定电流Z——二次冋路电抗1、248开关电流互感器参数：型号：LA变比：1000/51K组：0.5级额定负荷：0.4Ω2K组：3级额定负荷：0.6Ω10%倍数10倍2、420开关电流互感器参数：3、饱和特性测试结果分析从互感器的铭牌参数和测试数据可知，当420开关中的差动电流互感器按200/5变比接线时，其饱和电流倍数为5.1倍；若按300/5变比接线时，其饱和电流倍数为10倍。所以在运行中，当6.3KV侧线路发生短路故障吋，35KV侧线路的电流倍数己达到7倍，而6.3KV侧差动电流互感器的