林佳 劉燕青 陸遠(yuǎn)驥

(上海市電力公司檢修公司,上海 201204)

變壓器差動(dòng)保護(hù)配置介紹

林佳 劉燕青 陸遠(yuǎn)驥

(上海市電力公司檢修公司,上海 201204)

本文介紹了RADHA高阻抗保護(hù)的不穩(wěn)定性,提出主變改造工程的必要性,著重介紹RCS-978C和CSC-326C以及以及SEL-387等現(xiàn)主流主變差動(dòng)保護(hù)的原理及現(xiàn)場(chǎng)校驗(yàn)過程的注意事項(xiàng),并就非區(qū)內(nèi)故障時(shí)的不平衡電流的產(chǎn)生因素及新保護(hù)是如何考慮解決的作了介紹

主變保護(hù) RADHA RCS-978C CSC-326C SEL-387 不平衡電流 校驗(yàn)方法

1 引言

變壓器作為變電站內(nèi)主設(shè)備，其重要地位不言而喻，其容量大，造價(jià)高，在電網(wǎng)中的作用更是舉足輕重。為了保證電網(wǎng)的安全運(yùn)行，主變保護(hù)要求配置兩套不同的主保護(hù)，采用強(qiáng)化主保護(hù)，簡(jiǎn)化后備保護(hù)的原則進(jìn)行保護(hù)配置。差動(dòng)保護(hù)是目前應(yīng)用較為廣泛的變壓器主保護(hù)，因此其動(dòng)作的正確性就顯得尤為重要。高阻抗差動(dòng)保護(hù)是主變差動(dòng)保護(hù)中的一種，但其對(duì)流變的要求極高，容易發(fā)生主變保護(hù)誤動(dòng)事故。

2 改造的必要性

高阻抗差動(dòng)保護(hù)RADHA的不穩(wěn)定性。RADHA高阻抗差動(dòng)保護(hù)是一種電壓型主變差動(dòng)保護(hù)，是引入主變高壓、中壓及公共繞組電流的分側(cè)差動(dòng)。這種保護(hù)對(duì)各側(cè)流變的特性(勵(lì)磁特性等)要求極高。曾經(jīng)出現(xiàn)過區(qū)外故障時(shí)該差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)的情況。后經(jīng)分析，原因是主變公共繞組流變與500kV側(cè)和220kV側(cè)流變特性相差較大，在近端故障短路電流較大時(shí)將產(chǎn)生差流，從而導(dǎo)致高阻抗差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)。由于RADHA回路中的CT勵(lì)磁特性的不一致和差動(dòng)回路中CT的固有匝比差，在正常運(yùn)行時(shí)已經(jīng)存在一定的差流和不平衡電壓，在短路時(shí)，由于短路電流較大，CT回路的電阻也較大，如再考慮非周期分量和其它暫態(tài)的影響，則會(huì)造成外部穿越故障時(shí)在差回路中產(chǎn)生較大的不平衡量，大于RADHA整定值，從而引起誤動(dòng)。在流變變比誤差較小的情況下，可通過調(diào)整RADHA差動(dòng)回路可變電阻的串并聯(lián)阻值來提高差動(dòng)保護(hù)的整定值，從而防止誤動(dòng)。但是對(duì)于電壓整定，由于區(qū)內(nèi)故障不平衡電壓有效值并不比區(qū)外故障大很多，故障電流再大也僅幾百伏，因此電壓定值不宜提高太多，電壓提高太多會(huì)導(dǎo)致拒動(dòng)。同時(shí)對(duì)于電流整定，需要兼顧電壓，注意繼電器阻抗的變化，電壓不變加大電流即是減小阻抗，繼電器阻抗減小后區(qū)內(nèi)故障流變線性時(shí)間將延長(zhǎng)，因此阻抗減小不平衡電壓反而會(huì)增加；而區(qū)外故障由變比誤差產(chǎn)生的不平衡電壓將減小，因此提高電壓的同時(shí)應(yīng)同時(shí)提高電流，并使電流提高的倍數(shù)超過電壓。需要注意的是，阻抗減的太小就不再是高阻抗差動(dòng)，抵御流變暫態(tài)飽和的能力會(huì)大幅下降，如果大幅調(diào)高電流減小阻抗，保護(hù)因變比誤差誤動(dòng)概率是降低了，但因流變暫態(tài)飽和而誤動(dòng)的概率卻增加了。所以定值提高不宜太多，電壓提高太多會(huì)導(dǎo)致拒動(dòng)，電流提高太多會(huì)增加流變暫態(tài)飽和誤動(dòng)的可能性。而改造后的差動(dòng)保護(hù)由于采用微機(jī)保護(hù)，對(duì)流變的變比誤差可以通過裝置內(nèi)部計(jì)算的平衡系數(shù)來彌補(bǔ)，并且在變壓器區(qū)外故障時(shí)具有自動(dòng)識(shí)別流變飽和防誤動(dòng)的功能，所以作為主保護(hù)來說穩(wěn)定性得以大大提高。

3 改造后的變壓器保護(hù)裝置

改造后的變壓器電氣量保護(hù)裝置由RCS-978C和CSC-326C或者SEL387等組成，以及非電氣量保護(hù)由裝置實(shí)現(xiàn)。由于變壓器后備保護(hù)與以前的微機(jī)保護(hù)沒有很大區(qū)別，原理都一樣，本文就不再加以分析。下面將分別介紹這些裝置的主保護(hù)功能。

3.1 非電氣量保護(hù)

非電氣量保護(hù)能有效地反映變壓器內(nèi)部的故障，是對(duì)主變電氣量保護(hù)的一種重要補(bǔ)充。

3.2 變壓器差動(dòng)保護(hù)

差動(dòng)保護(hù)是通過比較被保護(hù)元件各側(cè)的電氣量，來判斷被保護(hù)元件是否發(fā)生在故障范圍內(nèi)。根據(jù)基爾霍夫定律，正常情況下，保護(hù)范圍內(nèi)流入與流出的電流應(yīng)該相等(變壓器應(yīng)該歸算到同側(cè))，但當(dāng)保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生故障時(shí)，其流入與流出的電流就不再相等了，即產(chǎn)生了不平衡電流，差動(dòng)保護(hù)就是根據(jù)這個(gè)不平衡電流的大小而動(dòng)作的。由于差動(dòng)保護(hù)具有很高的動(dòng)作選擇性和靈敏度，因此，被廣泛用于保護(hù)容量大、電壓等級(jí)高的變壓器，并成為變壓器保護(hù)中的主保護(hù)。

4 影響主變差動(dòng)保護(hù)的因素及解決方法

4.1 勵(lì)磁涌流閉鎖判據(jù)

由于勵(lì)磁涌流的存在，人們不得不尋找一種方法去消除勵(lì)磁涌流的影響，使勵(lì)磁涌流出現(xiàn)時(shí)變壓器差動(dòng)保護(hù)不誤動(dòng)。這個(gè)方法是從勵(lì)磁涌流的本身特性入手的。人們發(fā)現(xiàn)，勵(lì)磁涌流具有以下特點(diǎn):

(1)包含有很大成分的非周期分量，往往使涌流偏于時(shí)間軸的一側(cè)；

(2)包含有大量的高次諧波分量，并以二次諧波為主；

(3)勵(lì)磁涌流波形出現(xiàn)間斷。

4.2 過勵(lì)磁電流閉鎖判據(jù)

變壓器過勵(lì)磁會(huì)在穩(wěn)態(tài)情況下產(chǎn)生不平衡電流。當(dāng)增加時(shí)，工作磁通B增加，使變壓器勵(lì)磁電流增加，從而產(chǎn)生不平衡電流引起差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)。根據(jù)過勵(lì)磁電流的性質(zhì)，與其他保護(hù)一樣。

4.3 TA斷線檢測(cè)

流變回路的異常對(duì)主變差動(dòng)保護(hù)的影響是顯而易見的，負(fù)荷大時(shí)甚至?xí)鸩顒?dòng)保護(hù)誤動(dòng)。當(dāng)RCS-978C和CSC-326C檢測(cè)到TA斷線告警時(shí)可以根據(jù)TA斷線閉鎖差動(dòng)控制字來決定是否閉鎖差動(dòng)保護(hù)。

5 計(jì)算方法

(1)變壓器差動(dòng)保護(hù)的校驗(yàn)方法。變壓器差動(dòng)保護(hù)的校驗(yàn)簡(jiǎn)單來說就是通入電流來驗(yàn)證前文所述的兩個(gè)判據(jù)是否正確，一個(gè)是比率制動(dòng)曲線，一個(gè)是高值。(2)校驗(yàn)方法的探討。校驗(yàn)比率制動(dòng)曲線時(shí)，一種常規(guī)的思路是模擬實(shí)際運(yùn)行情況，即從兩側(cè)通入與實(shí)際運(yùn)行狀況相位相同的三相電流。(3)校驗(yàn)前的計(jì)算。主變差動(dòng)保護(hù)由于采用比率制動(dòng)，在整定書上并沒有直接的整定值。這就要求我們?cè)谶M(jìn)行校驗(yàn)工作之前，將比率制動(dòng)曲線轉(zhuǎn)化為通入的電流值，即計(jì)算出實(shí)際校驗(yàn)時(shí)需要通入的電流大小。

6 結(jié)語(yǔ)

主變差動(dòng)保護(hù)作為變壓器的主保護(hù)，由于主變本身的特點(diǎn)，如三側(cè)電流互感器勵(lì)磁特性不完全相同，勵(lì)磁涌流及過勵(lì)磁的影響等，主變差動(dòng)保護(hù)不像在線路差動(dòng)保護(hù)運(yùn)用得那樣簡(jiǎn)單可靠，它的穩(wěn)定性一直是繼電保護(hù)工作者研究的一個(gè)熱點(diǎn)，與此同時(shí)后備保護(hù)中，復(fù)合電壓過流保護(hù)和其他保護(hù)配合，實(shí)現(xiàn)變壓器范圍內(nèi)大電流故障的后備保護(hù)。過負(fù)荷保護(hù)實(shí)現(xiàn)了過負(fù)荷預(yù)警的作用，提醒運(yùn)行調(diào)度人員及時(shí)改變運(yùn)行方式，保證主變的安全可靠運(yùn)行。之前作為主變主保護(hù)的RADHA高阻抗差動(dòng)保護(hù)，由于自身保護(hù)設(shè)計(jì)的局限性，保護(hù)穩(wěn)定性受到大大影響?，F(xiàn)在上海檢修公司已逐步對(duì)500kV主變保護(hù)進(jìn)行更換改造，新的微機(jī)保護(hù)RCS-978C和CSC-326C居多，在保護(hù)設(shè)計(jì)原理上，無(wú)論是考慮主變的保護(hù)范圍，還是對(duì)于主變不平衡電流影響的解決方法上，都有著各自的特點(diǎn)，同時(shí)，遵循國(guó)網(wǎng)“六統(tǒng)一”設(shè)計(jì)要求，回路更加清晰可靠。對(duì)于主變保護(hù)的這個(gè)永恒的值得研究的話題，隨著繼電保護(hù)工作的不斷研究探索，相信主變保護(hù)一定會(huì)越來越穩(wěn)定，越來越穩(wěn)定可靠。