对主变压器差动保护误动作造成事故分析
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主变纵联差动保护误跳闸几种原因分析1、概述为了防止变压器sbk-750va带铁壳在发生各种类型故障和不正常运行时造成不应有的损失,保证电力系统安全连续运行,变压器一般应装设继电保护装置,其中在下列情况下变压器应装设纵联差动保护(以下简称纵差保护):63mva及以上厂用工作变压器和并列运行的变压器,10mva及以上厂用备用变压器和单独运行的变压器,以及2mva及以上用电流速断保护灵敏性不符合要求的变压器。
纵差保护作为变压器的重要保护手段,主要是为了防御变压器绕组、引出线和套管的多相短路,中性点直接接地电网侧绕组和引出线的接地短路,以及绕组匝间短路。
纵差保护应符合下列要求:①应能躲过励磁涌流和外部短路产生的不平衡电流;②应在变压器过励磁时不误动;③差动保护范围应包括变压器套管及其引出线。
2、主变纵差维护讹停水几种原因分析本人在县级调度机构从事运行方式和继电保护工作多年,现就本人在实际工作中遇到的几起差动保护误动作跳闸的分析如下:(1)二次回路接线错误:崭新加装的差动维护,在资金投入运转前必须展开拎负荷测增益和差电压(或差电流),以检查电流电路接线的正确性,过程如下:①在变压器电池时,将差动维护资金投入;②拎负荷前将差动维护停止使用,拎负荷测量各两端各相电流的有效值和增益;③测量各差距电压(或差电流)。
用这种方法可以检测出来二次电路接线与否恰当。
(2)ta变比不恰当:纵差保护ta在安装前,必须经过校验,以保证ta变比及特性的正确性,但在施工工期紧张的情况下,认为厂家在出厂前已进行了校验,忽略了该过程,致使安装的ta变比出现错误,或在选择ta变比时,接错ta抽头。
因此,ta在进入电网使用前,必须进行校验。
(3)差动区内出现两点或两点以上接地:继电保护二次电路中剧时,除了安全建议外,在存有电相连的几台ta或tv的二次回去路上,必须就可以通过一点接于中剧网。
因为一个变电所的中剧网并非实际的等电位面,因而在不同点间会发生电位差。
变压器比率差动保护误动作分析郭英林 程晓萍江苏沛县上海能源大屯发电厂 江苏 徐州 221611【摘 要】差动保护是变压器的主保护,工作中出现的差动保护异常动作情况对电力系统的安全稳定运行有很大的影响,我们需要注意到影响保护装置动作的各种因素,在保护设计、电流互感器的选用、保护整定等方面都必须重视。
本文结合实际工作中出现的差动保护异常动作情况,对保护误动的原因进行了详实的分析,为主变压器保护装置运行和保护整定提供了实际经验。
【关键词】保护误动 影响因素 保护整定 中图分类号: 文献标识码 A变压器差动保护是35KV 及以上电压等级变压器的主保护;通常主设备保护的设计原则是“宁误动,不拒动”;但在实际工作中还是有必要采取积极措施解决保护误动的问题[1]。
由于在保护设计、电流互感器的选用、保护整定等方面存在的一些不足,使得变压器差动保护时有误动现象出现,我们针对实际工作中出现的差动保护异常动作情况,对保护误动的原因进行了详实的分析,并采取措施解决了工作中的问题一、差动保护动作经过 在我单位供电部门继电保护工作人员对某35KV 变压器停役检修过程中,按照规程要求对二次回路、保护装置及整定值进行校核,校验结果,保护定值动作正确、动作信号正确、后台机显示正确(本报护采用微机保护,远方监控),保护可以投入运行。
检修工作结束后,变压器需要投入运行,运行值班员根据电力调度室要求给变压器送电,当合上主变高压侧35KV 开关时,差动保护动作,跳开35KV 开关,后台机显示比率差动保护动作。
(后查询保护动作电流值为:A 相:1.19A C 相:1.48A)操作人员汇报调度人员后,经请示有关领导,因矿井为一类负荷,又第二次对变压器送电,差动保护再次动作,(后查询保护动作值为: A 相 1.21A C 相:1.35A,)。
供电部门马上组织继电保护技术人员对保护系统进行了认真研究。
二、差动保护动作原因分析及处理方法 本变压器保护采用是山东积成电子股份有限公司 CAT221变压器保护装置,差动保护中设置差动速断保护和比率差动保护。
主变纵联差动保护误跳闸几种原因分析误跳闸是指在正常操作条件下,保护装置错误地将电力系统的一部分或全部切除电源。
主变纵联差动保护是一种常用的保护方式,用于保护电力系统的主变压器。
误跳闸的原因可能是多方面的。
以下是几种常见的主变纵联差动保护误跳闸的原因分析:1.外部干扰:当电力系统中存在外部干扰时,可能会导致差动保护误跳闸。
例如,周围环境中的闪电放电、强电磁场干扰等都可能引起保护装置的误动作。
这种情况下,应采取防雷措施或在保护装置周围设置屏蔽装置,以减小外部干扰对保护的影响。
2.信号误差:主变差动保护装置通过测量主变压器的高压侧和低压侧电流,进行差动计算并与设定值进行比较,从而判断系统是否存在故障。
然而,由于测量设备的精度限制、传输线路的质量等原因,测量的电流值可能存在误差。
当这些误差超过设定值时,差动保护可能会误动作。
因此,应定期校准测量设备,检查传输线路的质量并及时更换老化设备,以降低信号误差。
3.被保护设备故障:差动保护的作用是保护主变压器免受内部故障的损害。
然而,在主变压器内部发生故障时,例如主绕组短路、绝缘击穿等,电流分布会发生改变,导致差动保护误判为故障。
因此,在主变压器内部进行定期检查和维护,及时处理潜在的故障,可以减少误动作的概率。
4.设备参数变化:保护装置对电力系统进行保护时,需要设定一些参数,例如差动电流阈值等。
然而,由于主变压器的负载变化、温度变化等原因,电气参数可能会发生变化。
如果设定值与实际值不匹配,保护装置可能会误判为故障并跳闸。
因此,应定期检查和校准保护装置的参数,并根据实际情况进行调整。
5.人为操作错误:人为操作错误也可能导致差动保护误跳闸。
例如,误操作了与差动保护装置相关的设备,或者误操作了与主变压器相关的设备。
此外,对主变压器进行维护或检修时,可能会因为未按规定程序进行操作而引起保护装置的误动作。
因此,在操作保护装置前,应进行必要的培训和演练,并按照操作规程进行操作,以减少人为操作错误。
对主变压器差动保护误动作造成事故分析【摘要】文章主要对主变压器差动保护定值计算、保护装置的试验、主变压器差动回路二次接线及可能引起保护动作的其它原因进行了全面、细致的分析,指出了保护动作的原因并加以改正,使机组顺利的恢复了生产。
【关键词】变压器差动保护误动事故分析1.概况主变压器是发电厂中十分贵重也是重要的设备供电元件,它的故障将对电厂供电可靠性和正常运行带来严重影响。
因此,必须根据主变压器容量和重要程度装设性能良好、工作可靠的继电保护装置。
差动保护是主变压器重要保护之一,也是主变压器的主保护。
某发电厂1#机组在进行切换给水泵时,引起主变压器差动保护动作,造成停机停炉的严重事故。
2.主变差动保护的说明发变组保护采用许继生产的WFB—100微机型发变组保护装置,其中主变压器保护采用比率制动式差动保护,能反应主变压器内部相间短路故障、高压侧单相接地短路及匝间层间短路故障等,保护采用二次谐波制动原理,用以躲过变压器空投时励磁涌流造成的保护误动作。
差动保护动作方式: IOP >IOP.0(Ires<Ires.o时)IOP /IOP.0+S(Ires2Ires.o)(Ires>Ires.o时)满足上述两个方程式差动元件动作,式中:IOP 为差动电流,IOP.O为差动最小动作电流整定值,Ires 为制动电流,Ires.o为最小制动电流整定值,S为比率制动系数,各侧电流指向变压器为正方向。
3.对可能引起主变压器差动保护动作原因的分析3.1首先对主变压器差动保护整定值计算的分析3.1.1差动最小动作电流计算主变压器有关参数及电流互感器变比:240000KVA/220KV 242+2 2.5%/15.75KV 接线方式 Y/Δ—11 各侧电流互感器变比如图一所示。
由此可以计算出:变压器低压侧一次额定电流为8798A,变压器低压侧二次电流3.66A。
乘以低压侧平衡系数后为 4.13A。
差动最小动作电流一般取变压器额定电流的30%—50%,本差动保护实际取额定电流的40%,所以,最小动作电流为1.652A ,实际整定为1.65A。
最小动作电流也可以通过高压侧计算,主变高压侧额定电流为573A,二次额定电流为 2.38A,由于电流互感器二次采用三角形接线,实际二次额定电流为4.12A,最小动作电流可计算出为1.648A,实际整定为1.65A。
3.1.2比率制动、谐波制动系数和最小制动电流整定最小制动电流整定为 4.13A;比率制动系数整定为0.4;谐波制动系数整定为0.15均符合技术说明书要求。
3.1.3差动平衡系数的计算主变压器高压侧(16LH)平衡系数计算:差动保护平衡系数可以以任意侧为基准,本保护以主变高压侧二次电流为基准,所以高压侧平衡系数为1。
主变压器低压侧(发电机出线侧5LH)平衡系数计算:由于主变压器低压侧二次额定电流为 3.66A,高压侧二次额定电流为 4.12A,可以计算出平衡系数为1.126,实际取平衡系数为1.13。
主变压器低压侧(厂变高压侧20LH):由于厂变高压侧和发电机侧通过封母一块接于主变压器低压侧,电流互感器变比又相同,所以平衡系数也相同,实际取平衡系数为1.13。
3.1.4差流速断计算差流速断按躲过变压器的励磁涌流、最严重外部故障时的不平衡电流及电流互感器饱和等整定,实际保护速断动作电流整定值为30A。
由以上分析计算可知,主变压器差动保护整定值计算是正确的,不会引起保护动作。
3.2对保护装置的试验用保护装置试验仪对最小动作电流、最小制动电流、比率制动系数、二次谐波制动系数及差流速断动作电流进行全面试验,均符合整定计算要求,同时也没有发现电流回路有松动或断线等现象,所以保护装置也不会引起保护动作。
3.3对主变压器差动回路二次接线的分析分析原则:主变压器正常投运时,各侧一次电流流动方向为指向主变压器为正方向,其二次电流流向差动继电器;各侧一次电流背向主变压器为负方向,其二次电流从差动继电器流出。
二次相量关系为:流向差动继电器电流相量与流出继电器电流相量相反,即同相相位相差180 角。
为了分析方便,以A相为例进行分析,规定以下所画相量图不代表相量大小,只代表相量方向。
主变压器差动保护接线示意图及二次电流流动方向如图一所示。
图一主变压器差动保护接线示意图由于主变压器采用Y/Δ—11接线方式,因此,两侧电流的同相相位不一致,在正常三相对称的情况下,主变压器低压侧(Δ侧)二次电流超前高压侧(Y侧)二次电流30 ,若两侧电流互感器采用相同的接线,两侧同相二次电流将有相位差,从而产生很大的不平衡电流。
有可能导致差动误动作,为此,两侧电流互感器应采用不同的接线,如图一所示,具体分析如下:3.3.1首先对发电机侧(5LH)接线及相量的分析以发电机侧一次电流相量为基准,发电机一次电流流入5LH电流互感器相量如流入,根据电流互感器引出线的图二所示,由图一可知一次电流从电流互感器L1流出,相量同发电机电流相量如图三所示,差动保护二极性原则,二次电流从K1引出,流入继电器电流与电流互感器二次电流方向相同其相量如图四次接线从K1所示。
图二发电机一次电流相量图图三 5LH二次电流相量图图四流入继电器电流相量图3.3.2主变压器一次接线及相量分析主变压器采用Y/Δ—11接线方式,低压侧绕组电流关系为IA = IAˊ-IBˊ,由电流关系和图四可以画出低压侧电流相量如图五所示;由于主变压器绕组同极性相连,低压侧绕组电流(IAˊ)与高压侧绕组电流同相电流相位相同,同样可以画出主变高压侧电流相量如图六所示,由图五和图六可知,主变压器高压侧同相电流落后低压侧同相电流30°角。
图五主变低压侧电流相量图图六主变高压侧电流相量图图七流入继电器电流相量图3.3.3主变压器高压侧(16LH)接线及相量分析主变压器高压侧一次电流从16LH电流互感器L2流入,根据电流互感器引出线的极性原则,电流互感器绕组二次电流从K2流出,相量同相量图六。
16LH电流互感器采用的是Δ接线,流入继电器电流为IA = IB1ˊ- IA1ˊ,根据电流关系及相量图六,可以画出,流入差动保护的二次电流相量如图七所示。
3.3.4厂高变高压侧(20LH)接线及相量分析厂高变高压侧一次电流由发电机供给,其相量相同于发电机相量如图八所示,厂高变高压侧一次电流从电流互感器L2流入,根据电流互感器引出线的极性原则,二次电流从K2流出,相量同一次相量如图九所示,保护二次接线从K1引出,进入继电器二次电流与电流互感器二次电流相反,所以,进入继电器二次电流与电流互感器二次电流同相相位相反,相差180°,其相量与图九相反如图十所示。
图八厂变高压侧一次相量图图九电流互感器二次相量图图十流入继电器电流相量图从以上分析知,主变差动保护发电机侧5LH电流互感器流入差动保护的二次电流相量(图四)分别与主变高压侧16LH电流互感器流入差动保护的二次电流相量(图七)、厂变高压侧20LH电流互感器二次电流相量(图十)相反(相位正好差180°)。
并且流向差动继电器二次电流相量之和与流出差动继电器电流相量之和大小相等方向相反。
当发电机正常运行时流入主变压器差动保护的差流为IA2-(IA1+IA3)小于主变差动保护最小动作电流值。
从接线原则也可看出,5LH电流互感器一次电流指向主变压器,二次电流IA2流入继电器;而16LH、20LH电流互感器一次电流背向主变压器,二次电流分别为-IA1、-IA3从继电器流出。
由此可以看出,主变压器差动二次接线是正确的,不会引起保护动作。
3.4机组正常运行时对有关数据的分析1#机组给水泵额定容量5500KV,额定电压6000V,功率因数0.88。
因此可以计算出额定电流为601A。
启动A段给水泵时,电动机的启动电流是额定电流的5—7倍,为了计算分析方便,给水泵增加的启动电流全部由发电机供给,此时有关数据变化(计算过程省略)如表一所示表一给水泵启动时引起各侧电流值的变化主变差动动作前发电机带有功功率186.7MW,无功功率81.5Mvar,厂变高压侧当时一次电流为820A。
由此可计算出发电机当时的功率角为23.6°,功率因数为0.916,发电机一次电流为7472A,二次电流为 3.11A,20LH电流互感器二次电流为0.34A,进入主变低压侧一次电流为6652A,主变高压侧一次电流为433A,16LH 电流互感器进入保护二次电流3.12A,有关计算及主变差动动作情况如表二所示。
表二给水泵启动时进入差动保护各侧电流值的变化由表二可以看出,机组正常运行时,不会引起保护动作;给水泵启动时,相当于主变压器差动保护范围以外,从分析看,也不会引起保护动作。
3.5对其它原因的分析从以上分析来看,主变压器或差动保护范围内很有可能出现故障,如果是这样情况,将对主变压器内部、套管及引出母线进行全面细致的试验和检查。
这样,停机的时间会更长,造成直接经济损失或间接经济损失更大。
为了尽快查处主变差动保护动作原因,我们对主变压器、套管及母线的原试验报告进行了分析,认为试验数值符合规程要求;对主变差动保护所用的各侧电流互感器原励磁特性曲线、变比进行了分析,认为各侧励磁特性曲线无明显区别、变比正确,符合要求;但对其电流互感器原试验报告引出线的极性分析时,发现5LH、16LH引出线的极性正确,20LH引出线的极性相反。
所以,引起主变差动保护动作直接原因是由于20LH电流互感器内部极性接反,造成二次反相,其相量与图十同相相位相反(即相差180°),差流为(IA2+IA3)-IA1机组在正常运行时,由表二可知,差流为0.774A小于差动最小动作电流 1.65A,差动保护不会动作。
而当启动给水泵时差流大于差动最小动作电流1.65A,从而导致保护动作。
4.正确的接线方式由于引起主变差动保护动作原因是20LH电流互感器引出线的极性内部接反,为了解决此问题,最简单最直接的办法从二次回路校正,也就是说,将保护二次接线从原来电流互感器K1引出线改为从K2引出线直接进入差动继电器,如图一虚线所示。
这样接线可靠保证了主变差动保护范围外部故障(包括启动给水泵)时,差动保护不会误动作,而当主变差动保护范围内部故障时,差动保护可靠动作。
改正后的接线经多次启动(切换)给水泵,主变差动无误动过,实践进一步证明接线完全正确。
5.结论为了使主变差动保护能够顺利投入运行,防止由于主变差动保护拒动或误动引起重大事故。
继电保护人员除了熟悉保护性能、精心调试、对保护定值进行复查外,还要做到以下几点:5.1检查二次回路前,必须对差动保护各侧电流互感器励磁特性曲线、变比及引出线的极性进行认真核查。
5.2主变压器采用Y/Δ—11(Y/Y/Δ—12—11)接线方式,其Y侧电流互感器采用Y/Δ—11接线,而Δ侧电流互感器采用Y/Y—12接线。