三繞組變壓器過電流保護(hù)無選擇動作分析及改進(jìn)
發(fā)布時間:2019-07-13 17:15:13來源:
變壓器中壓側(cè)母線、線路的后備保護(hù),也是變壓器本身的后備保護(hù)。本文通過對一次事故的分析,提出了在過電流保護(hù)整定中應(yīng)值得注意的問題。:變壓器過流保護(hù)整定計算電所供電,所內(nèi)裝有容量為31500kVA和20000kVA的三繞組降壓變壓器各一臺,中壓35kV和低壓10kV采用單母線分段的主接線方式,35kV和10kV母線未裝設(shè)母差保護(hù),為饒陽所一次系統(tǒng)接線圖。兩臺主變除配有瓦斯保護(hù)、BCH-1型縱差保護(hù)外,還設(shè)有:由電磁型繼電器構(gòu)成的110kV復(fù)合電壓閉鎖過電流保護(hù)(復(fù)合電壓取自35kV母線TV,電流取自變壓器110kV進(jìn)線斷路器TA)及10kV過電流保護(hù)等。
其中,110kV復(fù)合電壓閉鎖過電流保護(hù)(以下簡稱一時限先跳開中壓母線分段301斷路器,第二時限跳開主變中壓主進(jìn)斷路器,第三時限跳開主變?nèi)齻?cè);10kV過流保護(hù)設(shè)有兩個時限,第一時限先跳開低壓母線的分段501斷路器,第二時限跳開主變低壓主進(jìn)斷路器。這樣,對于主變的外部故障,主變的兩側(cè)過電流保護(hù)就能有選擇地動作,縮小停電范圍。
在正常運行情況下,1、20主變?nèi)齻?cè)并列運行帶全所負(fù)荷。
表1 lM31500kVA>主變兩側(cè)過流保護(hù)定值保護(hù)名稱整定倌110kV復(fù)合電壓閉鎖過電流保護(hù)10kV過電流保護(hù)TV變比復(fù)合電壓低電壓電流元件+ 1.5s跳301斷路器3跳3斷路器時間元件2.0s跳311斷路器2.5S跳三側(cè)斷路器1.0S跳511斷路器表2 2(20000kVA)主變兩側(cè)過流保護(hù)定值保護(hù)名稱UOkV復(fù)合電壓閉鎖10kV過電整宗信過電流保護(hù)流保護(hù)TV變比復(fù)合電壓低電壓負(fù)序電壓TA變比電流元件電流定值3跳301斷路器0.5s跳501斷路器時間元件s跳312斷路器1.0s跳512斷路器S跳三側(cè)斷路器1事故過程及保護(hù)動作情況-1隔離開關(guān)支柱絕緣子損壞,造成35kV10母故障,1、20主變110kV復(fù)閉過流保護(hù)動作跳開35kV母線分段301斷路器及兩臺主變的35kV主進(jìn)311、312斷路器,2主變的10kV過電流保護(hù)動作跳開10kV母線分段501斷路器。
從本次故障可以看出:故障點在35kVI母線,主變的110kV復(fù)閉過流保護(hù)動作跳開301、311斷路器變頻諧振高壓試驗裝置在GIS系統(tǒng)中的應(yīng)鮑偉勇河南省新鄭市供電公司(451100)1變頻串聯(lián)諧振耐壓試驗優(yōu)點變頻串聯(lián)諧振耐壓試驗是利用電抗器的電感與被試品電容實現(xiàn)電容諧振,在被試品上獲得高電壓、大電流,是當(dāng)前高電壓試驗的一種新的方法與潮流,在國內(nèi)外已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用。
變頻串聯(lián)諧振是諧振式電流濾波電路,能改善電源波形畸變,獲得較好的正弦電壓波形,有效防止諧波峰值對被試品的誤擊穿。變頻串聯(lián)諧振工作在諧振是正確的,已將311 -1隔離開關(guān)的故障點隔開,而再跳開312斷路器和10kV分段501斷路器則應(yīng)屬于非選擇性動作,致使35kV2母線停電,擴大了停電范圍。
2故障及保護(hù)動作分析事故發(fā)生后,對主變保護(hù)裝置進(jìn)行了檢查,沒有發(fā)現(xiàn)裝置問題。但從事故現(xiàn)場發(fā)現(xiàn),311-1隔離開關(guān)的三相絕緣子都存在放電的燒痕,表明故障點曾發(fā)生了嚴(yán)重的三相短路,并從安平220kV變電所的110kV線路167斷路器的故障錄波可以得到證實。
通過對平安所的故障錄波波形分析可知:在故障初始瞬間為A、B相間短路,約80mS后轉(zhuǎn)為三相短路。
1母311-1隔離開關(guān)故障發(fā)生后,5kV1、2母線電壓降低,使1、主變的110kV復(fù)閉過流保護(hù)的復(fù)合電壓閉鎖元件開放,且流經(jīng)1、2主變高壓斷路器111、112的故障電流使主變的110kV復(fù)閉過流保護(hù)電流元件同時啟動,延時1. 5s后同時跳開301斷路器。但此時故障已發(fā)展為三相短路,全所的三側(cè)電壓降低,造成1、2主變的復(fù)合電壓元件繼續(xù)開放,1主變的高壓側(cè)111斷路器繼續(xù)通過故障電流,又經(jīng)0. 5s延時(從故障開始已持續(xù)2.動作跳開311斷路器,使311-1隔離開關(guān)故障點與1主變隔離;在301斷路器跳開的同時,2主變經(jīng)并列運行的10kV母線仍向35kV1母線故障點迂回提供短路電流,2主變的110kV復(fù)閉過流保護(hù)的電流元件在迂回電流的作用下,也經(jīng)0. 5s(從故障開始已持續(xù)2.狀態(tài),當(dāng)被試品的絕緣點被擊穿時,電流立即脫諧,回路電流迅速下降為正常試驗電流的數(shù)十分之一。發(fā)生閃絡(luò)擊穿時,因失去諧振條件,除短路電流立即下降外,高電壓也立即消失,電弧即可熄滅。其恢復(fù)電壓的再建立過程很長,很容易在再次達(dá)到閃絡(luò)電壓斷開電源,所以適用于高電壓、大容量的電力設(shè)備的絕緣耐壓試驗,如:GIS變電所、高壓交聯(lián)電力電纜、發(fā)電機、大型變壓器、隔離開關(guān)、互感器等。
延時后動作跳開312斷路器,2變的10kV過電流保護(hù)也在此迂回電流的作用下0.54延時動作跳開10kV母線分段501斷路器,導(dǎo)致35kV2母線停電和10kV母線分列運行。
3改進(jìn)方案與結(jié)論由以上分析,可以對三繞組主變的高、低壓側(cè)配置的復(fù)閉過流保護(hù)在整定時作以下改進(jìn):為防止并列運行的變壓器提供迂回短路電流導(dǎo)制類似的過電流保護(hù)無選擇性動作,高壓復(fù)閉過流保護(hù)的時間級差要大于低壓側(cè)過電流保護(hù)的比較小動作時限。在本例中,如果2主變的10kV過流保護(hù)動作的第一時限改為0.2~0.3s跳開501斷路器,則在1、2主變的110kV復(fù)閉過流保護(hù)1. 5s跳開301斷路器后,經(jīng)2主變向故障點提供的迂回短路電流使10kV過電流保護(hù)起動0. 2~0.3s后便跳開501斷路器,切斷了迂回短路電流,2主變的110kV復(fù)閉過流保護(hù)的過流繼電器返回,便不再跳開312斷路器,不會導(dǎo)制2母線失電,擴大停電范圍。
在主變的低壓過電流保護(hù)回路上增加一個快速跳低壓分段的保護(hù)段,該保護(hù)段定值需要考慮與相鄰線路保護(hù)定值的配合。
以上兩種改進(jìn)方案都是當(dāng)主變中壓側(cè)外部故障,如果產(chǎn)生經(jīng)低壓側(cè)的迂回短路電流時,以低壓側(cè)母線的快速分列運行來保證高壓復(fù)閉過流保護(hù)的動作選擇性。對于三繞組主變各側(cè)均裝設(shè)了過電流保護(hù)的整定也有借鑒意義。
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