220kv变压器差动保护动作原因的分析及解决方案

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1、220kV变压器差动保护动作原因的分析及解决方案　　(北方联合电力呼和浩特金桥热电厂运行部，内蒙古呼和浩特010050) 　　摘要：文章通过分析电流互感器及其特性，以及暂态过程中非周期分量对电流互感器的影响，找出了220kV主变差动保护动作跳闸的原因，并提出了解决方案。 　　关键词：电流互感器；非周期分量；差动保护 　　中图分类号：TM403.5文献标识码：A文章编号：1007—6921(XX)11—0121—01 　　某220kV变电站安装一台220kV/33kV，70000kVA主变一台，为70t电炉厂一台钢包精炼炉变压器，另一台

2、冶炼电炉变压器供电。自1999年11月70t电炉厂投产，多次发生冶炼电炉变合闸时220kV主变差动保护动作跳闸，给220kV主变安全运行及电炉厂的生产带来很大的影响，为彻底解决这个问题，对220kV主变差动保护频繁动作进行分析。 1原因分析 　　220kV主变差动保护动作原因探讨变压器差动保护是按照比较变压器两侧电流向量的原理构成的继电保护装置。流过差动保护装置的不平衡电流为IBP=I21-I22。不平衡电流IBP=/nL，其实质是220kV主变两侧电流互感器励磁电流的差值。因此凡导致励磁电流增加的各种因素或两个电流互感器励磁特性的差别，是

3、使不平衡电流增大的主要原因。如果220kV主变两侧电流互感器励磁特性基本相同，电流互感器及差动保护装置二次接线正确，则IBP=0。通过现场检查确定，二次接线正确，但两侧电流互感器的型号及生产厂不同。当冶炼电炉正常冶炼时，测量差动保护装置回路不平衡电流为零；而当冶炼电炉合闸时，通过微机差动保护报告可以发现，差动保护装置回路不平衡电流有时很大，达到保护动作电流，有时达不到保护动作电流，这一结果和实际情况相符合。实际上，冶炼电炉变有时合闸引起主变差动保护动作，有时不会引起主变差动保护动作。通过检查、测量析，认为主变差动保护误动可能是冶炼电炉变合闸励磁涌

4、流对主变差动互感器的影响造成的。对变压器合闸励磁涌流和电流互感器励磁特性及电流互感器二次负荷情况进行了分析。 　　变压器合闸励磁涌流的特点当变压器空载投入时，可能出现数值很大的励磁涌流，最大可达到变压器额定电流的6～8倍。对三相变压器来说，无论任何瞬间合闸，至少有两相出现程度不同的励磁涌流，励磁涌流的特点：①励磁涌流中包含有很大成分的非周期分量，使涌流波形偏于时间轴的一侧；②励磁涌流中包含有大量的高次谐波，以二次谐波为主；③励磁涌流波形之间出现间断。经录波分析可以发现，冶炼电炉变合闸励磁涌流大，而且衰减时间长。当冶炼电炉变合闸时，其励磁涌流对

5、220kV主变及其两侧差动互感器来说相当于经历了一个暂态的过渡过程，特别是励磁涌流中的非周期分量对主变差动互感器的影响就更大。 　　过渡过程中非周期分量对电流互感器的影响电流互感器的铁心具有非线性特性，当电流互感器一次侧通过大电流而使铁心饱和时，其励磁电流大大增加；特别是当一次侧电流中包含有很大成分的非周期分量时，电流互感器的励磁电流中也包含有很大成分的非周期分量，使其波形偏于时间轴的一侧。当两个差动电流互感器励磁特性不一至时，电流互感器的饱和时间曲线不同，因此两个差动电流互感器达到饱和的时间不同，由此产生的流入差动保护装置的不平衡电流。

6、 　　电流互感器二次负荷对电流互感器特性的影响在稳态运行时，电流互感器二次负荷应满足10误差曲线的要求，只要电流互感器二次实际负荷小于10误差曲线允许的负荷，电流互感器的测量误差即在10以内。二次负荷越大，电流互感器铁心就越容易饱和。差动保护装置为减少不平衡电流，应尽量降低电流互感器二次负荷。在保护装置一定的情况下，增大电流互感器二次侧连接导线截面是降低二次侧负载阻抗的有效方法。220kV主变差动电流互感器二次侧负载阻抗计算如下：①1.220kV侧电流互感器二次负载阻抗R1R1=RBRDRS式中，RB--微机保护装置的回路电流，计算RB=0.04

7、ΩRD-二次导线电阻，计算得RD=1.62ΩRS--接触电阻，RS=0.1Ω所以R1=RBRDRS=1.76Ω根据铭牌给出的参数，计算二次允许负载阻抗R=1.6Ω；②2.35kV侧电流互感器二次负载阻抗R2：经计算二次实际负载阻抗R1=1.02Ω根据铭牌给出的参数，计算二次允许负载阻抗R=0.8Ω由以上计算可知：220kV主变两侧二次侧实际负载阻 　　抗都大于其允许负载，这将使电流互感器误差增大，铁心更易饱和。③采取的措施为降低电流互感器二次侧实际负载阻抗，将220kV侧电流互感器二次导线更换为6mm2，35kV侧电流互感器二次导线更换为4mm

8、2，电流互感器二次实际负载阻抗均小于允许值。电流互感器二次侧实际负载阻抗减少，满足10误差曲线的要求，减轻了铁心的饱和，使两个差动电流互