徐玉輝

（大唐哈爾濱第一熱電廠，哈爾濱 150078）

發(fā)電廠生產(chǎn)過(guò)程中發(fā)生電氣故障時(shí)，正確分析判斷，采取有針對(duì)性的處理措施，可以節(jié)省大量的時(shí)間和人力，將事故損失降至最低。星角接線的變壓器一、二次側(cè)電氣量在經(jīng)過(guò)星角變換后其幅值和相位發(fā)生變化，增加了判斷和分析故障的復(fù)雜性。某發(fā)電廠的一次Dyn11接線變壓器跳閘事故處理過(guò)程中，運(yùn)用向量分析方法對(duì)變壓器模擬量幅值及相位進(jìn)行分析，快速和準(zhǔn)確地判斷出故障原因，并依據(jù)分析結(jié)論，靶向處理，成功排除故障。

1 系統(tǒng)接線及變壓器參數(shù)

發(fā)電廠220kV 母線采用雙母線接線，接有2臺(tái)發(fā)電機(jī)、2臺(tái)主變壓器、1臺(tái)啟動(dòng)/備用變壓器和2條線路。事故分析所涉及的2臺(tái)6kV 變壓器分別接至2臺(tái)機(jī)的6kV 廠用母線，可經(jīng)2臺(tái)機(jī)的高壓廠用變壓器、20kV 母線、主變壓器或啟備用變壓器、220 kV 母線環(huán)網(wǎng)運(yùn)行；2 號(hào)脫硫變壓器保護(hù)為CSC－241C數(shù)字式廠用變壓器保護(hù)測(cè)控裝置、CSC－241A數(shù)字式變壓器差動(dòng)保護(hù)裝置。高壓側(cè)電流互感器（TA）變比300/5；低壓側(cè)TA 變比5000/5。2 臺(tái)SG10－2000/10型Dyn11接線的脫硫變壓器的相關(guān)參數(shù)見(jiàn)表1（因2臺(tái)脫硫變壓器參數(shù)相同，故只列出1臺(tái)）。

表1 2臺(tái)SG10－2000/10型Dyn11接線的脫硫變壓器參數(shù)

2 事故前運(yùn)行方式及事故經(jīng)過(guò)

2.1 事故前運(yùn)行方式

220kV 系統(tǒng)雙母線運(yùn)行，母聯(lián)6610 斷路器在合閘狀態(tài)；220kVⅠ母線上運(yùn)行元件為啟動(dòng)備用變壓器、熱南甲線，220kVⅡ母線上運(yùn)行元件為熱南乙線、2 號(hào)發(fā)電機(jī)－變壓器組；1 號(hào)發(fā)電機(jī)－變壓器組檢修；啟動(dòng)/備用變壓器帶6kV 廠用ⅠA 段、6kV廠用ⅠB段運(yùn)行；2 號(hào)發(fā)電機(jī)通過(guò)2 號(hào)高壓廠用變壓 器帶6kV 廠 用ⅡA 段、6kV 廠 用ⅡB 段 運(yùn) 行；6 kV 廠用ⅠA 段經(jīng)1號(hào)脫硫變壓器帶380V 脫硫PCⅠ段，并經(jīng)脫硫PC段聯(lián)絡(luò)斷路器帶380V 脫硫PCⅡ段運(yùn)行，2號(hào)脫硫變壓器檢修。

2.2 事故經(jīng)過(guò)

6kV2號(hào)脫硫變壓器由檢修轉(zhuǎn)運(yùn)行，運(yùn)行人員拆除安全措施、測(cè)絕緣合格并檢查設(shè)備無(wú)異常后進(jìn)行送電操作，合上2號(hào)脫硫變壓器高壓側(cè)斷路器充電正常，05：51合上2號(hào)脫硫變壓器低壓側(cè)斷路器與運(yùn)行母線（由1號(hào)脫硫變壓器帶）環(huán)并時(shí)，2號(hào)脫硫變壓器差動(dòng)速斷保護(hù)動(dòng)作，2號(hào)脫硫變壓器高壓側(cè)斷路器和低壓側(cè)斷路器跳閘，差動(dòng)速斷保護(hù)動(dòng)作電流（差流）29.84 A。經(jīng)檢查設(shè)備外觀無(wú)明顯異常，停電測(cè)絕緣合格。斷開380V 脫硫PCⅠ、Ⅱ段母聯(lián)斷路器后，由2號(hào)脫硫變壓器帶380V 脫硫PCⅡ段空母線送電合閘成功，07：19時(shí)2 號(hào)脫硫變壓器再次跳閘，差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作，差流4.08A。

3 差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作原因分析

a.1、2號(hào)脫硫變壓器在此之前已經(jīng)正常運(yùn)行了幾年，1號(hào)脫硫變壓器并未經(jīng)過(guò)改動(dòng)，而2號(hào)脫硫變壓器送電前經(jīng)過(guò)檢修，從故障的現(xiàn)象判斷有2號(hào)脫硫變壓器一次側(cè)接線錯(cuò)誤導(dǎo)致故障的可能，差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作可能性分析見(jiàn)表2。

表2 差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作可能性分析 A

通過(guò)以上分析，說(shuō)明變壓器差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作并不是由于保護(hù)范圍內(nèi)存在短路故障引起的，是其他原因使差動(dòng)回路出現(xiàn)異常的差流所致。

b.再次合上2號(hào)脫硫變壓器高壓側(cè)斷路器，在低壓側(cè)斷路器處進(jìn)行核相［1－2］，380V 脫硫PCⅡ段母線此時(shí)由1號(hào)脫硫變壓器經(jīng)380V 脫硫PCⅠ段及聯(lián)絡(luò)斷路器帶運(yùn)行，2號(hào)脫硫變壓器空載，其低壓側(cè)斷路器的變壓器側(cè)和斷路器的母線側(cè)（即1號(hào)脫硫變壓器低壓側(cè)電壓）分別測(cè)得電壓的幅值和相位數(shù)據(jù)見(jiàn)表3。

表3 故障時(shí)2臺(tái)脫硫變壓器二次側(cè)各相間電壓 V

從所測(cè)得的數(shù)據(jù)看，2號(hào)脫硫變壓器和1 號(hào)脫硫變壓器接線組別不同。差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作可能是由于一次側(cè)接線改變，而變壓器差動(dòng)保護(hù)電流互感器二次回路并未改變接線，即使流過(guò)正常負(fù)荷的電流在差動(dòng)回路中也會(huì)產(chǎn)生較大的差流，導(dǎo)致差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作，而接線組別不同的2臺(tái)變壓器并列產(chǎn)生很大的環(huán)流，達(dá)到了差動(dòng)速斷保護(hù)的動(dòng)作值。

4 向量分析及措施

4.1 向量分析

由于2號(hào)脫硫變繞組接線形式為角星接線，從所測(cè)得的數(shù)據(jù)也不能直觀地判斷出所接錯(cuò)的相別。根據(jù)在核相時(shí)所測(cè)得的數(shù)據(jù)利用向量分析法，判斷變壓器接線組別的改變情況，指導(dǎo)恢復(fù)正確的接線。

Dyn接線變壓器的繞組接線示意圖見(jiàn)圖1到圖6［3－6］。

1號(hào)脫硫變壓器接線方式為Dyn11接線，見(jiàn)圖1。2號(hào)脫硫變壓器正確接線方式也為Dyn11接線，但由于一次側(cè)接線改變，所以此時(shí)2號(hào)脫硫變的接線組別也已改變，不再是Dyn11接線。

以1號(hào)脫硫變壓器低壓側(cè)電壓向量為參考向量（即在2號(hào)脫硫變壓器低壓側(cè)斷路器母線側(cè)所測(cè)得的電壓向量），相當(dāng)于2號(hào)脫硫變壓器在接線正確的情況下的電壓向量（見(jiàn)圖1）。一次側(cè)A、B、C 三相角接，在二次側(cè)對(duì)應(yīng)繞組中感應(yīng)出的電壓的向量方向?yàn)椋篴相電壓向量對(duì)應(yīng)于一次側(cè)的AB 相間線電壓向量；b相電壓向量對(duì)應(yīng)于一次側(cè)的BC相間線電壓向量；c相電壓向量對(duì)應(yīng)于一次側(cè)的CA 相間線電壓向量。對(duì)應(yīng)的二次側(cè)三相電壓向量見(jiàn)圖1，其他5種接線方式見(jiàn)圖2至圖6。

通過(guò)向量圖可以理論計(jì)算出ua1－ua，ua1－ub，ua1－uc，ub1－ua，ub1－ub，ub1－uc，uc1－ua，uc1－ub，uc1－uc間的電壓，用實(shí)測(cè)的電壓數(shù)值和相位與理論計(jì)算值進(jìn)行比較就可以確定當(dāng)時(shí)的接線組別并有針對(duì)性地改至正確接線。變壓器二次額定線電壓為400V，正常運(yùn)行線電壓為ul＝380V，相電壓為up＝220V，由向量圖分析得在Dyn5接線與Dyn11接線二次電壓間的關(guān)系理論計(jì)算值［7］如下：

ua1－ua＝2up＝440V （ua1與ua間相差180°）

ub1－ub＝up＝220V （ub1與ub間相差60°）

uc1－uc＝up＝220V （uc1與uc間相差60°）

同法可得：

圖1 Dyn11接線

圖2 Dyn5接線

圖3 Dyn1接線

ua1－ub＝ua1－uc＝220V

ub1－ua＝uc1－ua＝220V

ub1－uc＝uc1－ub＝440V

計(jì)算所得的2臺(tái)脫硫變壓器二次電壓幅值和相位關(guān)系與故障時(shí)實(shí)測(cè)的數(shù)據(jù)相符。

用同樣的方法將其他4種接線方式的計(jì)算值與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)相比較都不相符，故可確定故障是由于變壓器一次側(cè)A、B相接反，造成2臺(tái)脫硫變?cè)诮泳€組別不同的情況下并列導(dǎo)致的。

4.2 處理措施

經(jīng)檢修人員確認(rèn)，變壓器檢修時(shí)，一次角形側(cè)接線曾經(jīng)拆動(dòng)過(guò)未做標(biāo)記及記錄，接線時(shí)是憑電纜的相色接的線，無(wú)法記清原來(lái)的接線位置，因此無(wú)法直接確認(rèn)所改動(dòng)接線的相別，如果在2號(hào)脫硫變壓器的一次側(cè)依次改動(dòng)接線，在低壓側(cè)核相，則需要多次停送電消耗大量的時(shí)間和人力，并增加工作的危險(xiǎn)性。由于2號(hào)脫硫變壓器繞組接線形式為角星接線，從所測(cè)得的數(shù)據(jù)也不能直觀地判斷出所接錯(cuò)的相別。根據(jù)在該相時(shí)所測(cè)得的數(shù)據(jù)利用向量分析法，判斷變壓器接線組別的改變情況，指導(dǎo)恢復(fù)正確的接線，將2號(hào)脫硫變壓器停電，將高壓側(cè)斷路器至變壓器高壓側(cè)A、B 相電纜拆開校線，確認(rèn)了A、B相電纜接錯(cuò)位置，糾正接線后送電。再次合上高壓側(cè)斷路器，在低壓側(cè)斷路器兩側(cè)核相，所測(cè)得的數(shù)據(jù)見(jiàn)表4。

表4 糾正接線后2臺(tái)脫硫變壓器二次側(cè)各相之間的電壓 V

ua＝ub＝uc＝229Vuab＝ubc＝uac＝396V

ua1＝ub1＝uc1＝226Vua1b1＝390Vub1c1＝393Vua1c1＝392V

圖4 Dyn3接線

圖5 Dyn9接線

圖6 Dyn7接線

測(cè)得的數(shù)據(jù)說(shuō)明：倒相后2臺(tái)脫硫變的接線組別相同，故障消除，設(shè)備運(yùn)行正常。此次處理接線變壓器故障證明，對(duì)新裝或變動(dòng)過(guò)內(nèi)外內(nèi)外連接線的變壓器，并列前必須核定相位［8］。依據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)必要理論分析，熟練掌握和運(yùn)用向量分析的方法，可使電氣事故處理過(guò)程簡(jiǎn)單、迅速、有的放矢，達(dá)到事半功倍的目的。

［1］ 林正馨.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)［M］.北京：水利電力出版社.1985.

［2］ 劉萬(wàn)順.電力系統(tǒng)故障分析［M］.北京：水利電力出版社，1986.

［3］ 國(guó)家電力調(diào)度通信中心.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)實(shí)用技術(shù)問(wèn)答［M］.北京：中國(guó)電力出版社，2000.

［4］ 羅慰擎.電機(jī)學(xué)［M］.北京：水利電力出版社，1986.

［5］ 楊玉榮.電機(jī)學(xué)［M］.長(zhǎng)春：吉林大學(xué)出版社，1995.

［6］ 湯蘊(yùn) ，史乃.電機(jī)學(xué)［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2009.

［7］ 賈文貴.電工基礎(chǔ)［M］.北京：水利電力出版社，1992.

［8］ DL/T 572－95，電力變壓器運(yùn)行規(guī)程［S］.