干式變壓器區(qū)外故障引起差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)事故分析

文摘：利用相量圖和短路電流合成順序網(wǎng)絡(luò)圖綜合分析了干式變壓器差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)的原因，并針對(duì)誤動(dòng)原因提出了相應(yīng)的對(duì)策。[關(guān)鍵詞]差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)分析

1.主變壓器差動(dòng)保護(hù)

廬江變電站#2主變壓器為三繞組干式變壓器，容量120MVA，型號(hào)SFPSZ9-120/220，Yn/Yno/d11接線，變比220kV/110kV/35kV，額定電流比315A/573A/900A。干式變壓器差動(dòng)保護(hù)為電磁式，其執(zhí)行機(jī)構(gòu)為LCD-16型差動(dòng)繼電器，較小工作電流設(shè)定為50%Ie。

2003年5月16日，#2主變差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作，區(qū)外發(fā)生C相接地故障，各側(cè)斷路器跳閘，70MVA負(fù)荷供電中斷7分鐘。當(dāng)時(shí)是雨天。試驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)#220kV干線變壓器差動(dòng)保護(hù)差動(dòng)TA二次A相電纜末端(X411)芯線絕緣在施工過程中損壞(TA出線至TA終端盒的電纜)，X411導(dǎo)線因雨天用TA殼接地。

2.事故原因分析

2.1區(qū)域外故障時(shí)主變壓器差動(dòng)回路的電流分布

當(dāng)主變差動(dòng)保護(hù)差動(dòng)TA二次A相電纜X411端接地，發(fā)生220kV側(cè)區(qū)域外C相故障時(shí)，流入主變220kV側(cè)差動(dòng)TA的電流可視為兩個(gè)分量的疊加，即故障時(shí)負(fù)載電流和接地短路時(shí)零序電流的疊加。這兩個(gè)電流分量分別進(jìn)行分析：

圖1區(qū)域外故障時(shí)差動(dòng)電路的負(fù)載電流分布

圖1(原5)是TA二次A相末端接地，發(fā)生區(qū)外故障時(shí)，主變壓器差動(dòng)回路的負(fù)載電流分布圖。主變壓器高壓側(cè)差動(dòng)電路的電流：

主變壓器中壓側(cè)差動(dòng)回路電流：

主變壓器低壓側(cè)差動(dòng)電路電流：

因此，當(dāng)TA二次a相端接地，發(fā)生區(qū)外故障時(shí)，如果不考慮不平衡電流的影響，流入a相和b相差動(dòng)繼電器的電流都為0，即：

并且在C相差電路中將產(chǎn)生差動(dòng)電流

圖2(原6)為TA二次A相末端接地，發(fā)生區(qū)外故障時(shí)，主變壓器差動(dòng)回路電流的相量圖。

圖2區(qū)外故障時(shí)差動(dòng)回路負(fù)載電流相量圖

圖3區(qū)外故障時(shí)差動(dòng)回路零序電流分布

2.2.2區(qū)外故障時(shí)差動(dòng)回路零序電流的分配。圖3(原7)為TA二次a相端部接地引起的區(qū)域外故障時(shí)，主變壓器差動(dòng)回路零序電流的分布。主變壓器高壓側(cè)差動(dòng)回路零序電流：

主變壓器中壓側(cè)差動(dòng)回路零序電流：

由于三角形連接，主變壓器低壓側(cè)的差動(dòng)電路中沒有零序電流。因此，主變壓器差動(dòng)回路各相的零序電流如下：

也就是說，C相差動(dòng)回路中存在零序電流，其值為220kV側(cè)C相零序電流的二次值。

圖4區(qū)域外故障時(shí)短路電流的復(fù)合順序網(wǎng)絡(luò)圖

2 . 2 . 3 c相零序電流與差動(dòng)回路負(fù)荷電流在發(fā)生區(qū)外故障時(shí)的相位關(guān)系，如圖4(原8)所示，是發(fā)生區(qū)外故障時(shí)短路電流的復(fù)合順序網(wǎng)絡(luò)圖。在我們的分析中，只考慮了阻抗的電抗分量，而忽略了它的電阻分量。Esc為系統(tǒng)的等效電源電位，X1sc、X2sc、X0sc分別為系統(tǒng)與故障點(diǎn)之間的等效正序電抗、負(fù)序電抗、零序電抗，XT為 #p#分頁標(biāo)題#e#

經(jīng)過事故后的仔細(xì)分析，認(rèn)為事故的主要原因是基建工程質(zhì)量控制不嚴(yán)，未能按要求截取電纜和制作電纜頭。因此，要加強(qiáng)新建、擴(kuò)建工程的驗(yàn)收，嚴(yán)格遵循《二次設(shè)備驗(yàn)收規(guī)則》，確保繼電保護(hù)驗(yàn)收；

3.2做好電路絕緣測試工作

雖然事故前保護(hù)檢查測得的電流互感器二次回路絕緣符合要求，但今后不能放松電流互感器二次回路的絕緣要求。投產(chǎn)前或大修后，用1000伏搖表測量每根芯線與地面之間的絕緣；

3.3加強(qiáng)設(shè)備運(yùn)行管理

嚴(yán)格執(zhí)行有關(guān)法規(guī)的規(guī)定。新運(yùn)行或大修后的差動(dòng)保護(hù)，運(yùn)行前應(yīng)在出口進(jìn)行流量試驗(yàn)。要求施加的電流值必須等于引入保護(hù)的電流值。

4結(jié)束語

差動(dòng)保護(hù)是干式變壓器的主要保護(hù)。大型干式變壓器差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)或拒動(dòng)會(huì)影響系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，影響對(duì)用戶的供電，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。影響干式變壓器差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作可靠性的因素很多。除此之外，差動(dòng)回路接線不正確、TA特性不良、調(diào)整不當(dāng)、整定值不合理、保護(hù)繼電器性能不佳都會(huì)造成動(dòng)作不正確。因此，我們應(yīng)該從事故中吸取教訓(xùn)，舉一反三，提高差動(dòng)保護(hù)的可靠性和電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行水平。