防范控制励磁涌流危害技术措施探析

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1、防范控制励磁涌流危害技术措施探析摘要：文章细究励磁涌流产生的根本原因，总结以往经验教训，多维度观察思考，采取预防、消除、控制等多重技术手段，并以实测数据为依据，寻找切实可行的方案。提高主变送电成功率，增强系统稳定性，需要从电气系统的整体、局部、根源上发掘查找不足、缺陷和隐患，从而拓宽技术改进思路，竭力做好励磁涌流的防范控制工作。关键词：变压器；空载充电；励磁涌流；消磁；磁路饱和；相控中图分类号：TM401　　　　　文献标识码：A　　　　　文章编号：1009-2374（2012）24-0070-03随着电力系统的高速发展，系统容量不断增大，结构也日

2、益增强，安全愈发重要。对于大型电力变压器空载充电带来的严峻问题，即励磁涌流造成保护误动等危害也日益凸显。传统的识别和处置方式均存在若干局限性或取值不精准的问题（定值、死区、计算误差等）。即便保护躲过了涌流，依然无法避免负荷波动、系统参数突变的现象发生。基于更精准、更可靠要求的提出，防范控制励磁涌流危害成为了一个不可回避的课题。5这里结合台山电厂的情况，针对变压器自身结构特性，细究励磁涌流产生的本质因素，分析以往案例性质特征，借助先进技术理论及成果，从变压器受电方式、CT特性、剩磁、合闸相角四个方面分析、讨论防范控制励磁涌流的技术措施。1　变压器受

3、电方式励磁涌流是变压器绕组在外施电压的突然作用下，由于磁路饱和而反映出的电气暂态过程。从直接原因上看，如果变压器送电能够避免空载合闸，也就回避了励磁涌流的问题。电力系统大型变压器的送电方式由系统主接线形式决定，一般有零起升压和空载充电两种。以下以台山电厂一期主接线为例进行分析。台山电厂一期电气主接线系统分为220kV系统和500kV系统，且各为独立系统。220kV系统采用双母线带母联的接线方式，两台主变接入，四条输电线路送出；发电机与变压器为发变组单元接线形式接入系统，无出口开关，机组通过变高侧断路器同期并网。500kV系统采用二分之三断路器接线

4、方式，三台主变接入，两条输电线路送出；发电机与变压器为发变组单元接线形式接入系统，设有出口断路器，也是并网同期点。5系统结构上，220kV系统运行调度较为简单，主变可以零起升压的方式转入运行，直接回避了励磁涌流及其一系列问题。500kV系统的二分之三接线调度更灵活，出口断路器也省去了启/备变的设置，但主变却不得不采用空载合闸方式充电，从而势必面临产生励磁涌流的问题。由此可见，系统结构的设计可以首先并直接地回避励磁涌流的问题，但并不能杜绝。当有电气联系的邻近变压器空充时，也可能诱发本侧和应涌流的出现。另一方面，主接线设计也需全盘考虑系统性、经济性、

5、可靠性，且对于已投产的机组几乎不可能做主系统结构的改造，这就需从其他方面再着手解决。2　保护用电流互感器的励磁特性主变压器外部故障的主保护一般采用二次谐波制动的差动保护，由CT不同型、变比差异、传变差异等产生的不平衡电流对差动保护的影响也不可轻视。2011年，广东电网某电厂在执行主变检修转运行操作时，差动保护动作机组跳闸。事后经查，直接原因是差动保护用两侧CT励磁特性不一致，存在超过定值的较大差流。稳态情况下，CT特性不一致并不影响保护运行；而暂态情况下，由于大量非周期分量存在，特性较差的CT先饱和或饱和度更严重，导致励磁电抗减小，电流随之增大，

6、加之相角差等，从而产生的大差流将可能导致保护动作。因此，变压器差动保护两侧应采用抗饱和能力较强的CT；发电机纵差保护两侧CT必须保证型号、特性完全相同。此外，减5少保护CT二次负载，能降低铁芯饱和度；测试两侧负载，保证负载相同，也可减少差流。已投产的厂站应认真核查保护用CT特性，对励磁特性不一致的或抗饱和能力差的进行更换；提高抗饱和能力，降低不平衡电流的影响，避免暂态情况下差流大造成保护误动。3　变压器修后自主性消磁变压器停电检修中，按照检修规程须进行绕组直流电阻测试，以检验内部焊接质量及载流部件的接触是否良好。但直阻测试后，在变压器铁芯中残留的

7、剩磁，其大小与极性往往未知，在变压器空充时，即有可能造成磁路严重饱和，这也是常见的涌流诱因之一。因此，在防范控制励磁涌流的措施中，应重视主变修后消磁工作，将其写入变压器检修作业指导书或检修文件包等文件中，作为检修项目的一个质检点和验收环节去认真对待。变压器消磁一般通过消磁仪去完成，简便实用，三相全部消磁一般仅需4～8个小时即可。消磁后，变压器充电过程中励磁电流的削弱效果明显，同时也是后面要讲到的相控合闸的补充措施——由于变压器修后，剩磁极性大小未知，如按“上次分闸角”执行相控合闸就没有任何意义，产生较大涌流的概率依然不可控。因此，变压器修后消磁绝

8、对是不可忽视的一项防范控制措施。4　空载充电采取相控合闸5变压器励磁涌流产生的主要原因是铁芯磁路饱和，因此控制励磁涌流可以从降低、控制铁