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變壓器動態

三繞組秀山變壓器過電流保護無選擇動作分析及改進

  秀山變壓器中壓側母線、線路的后備保護,也是秀山變壓器本身的后備保護。本文通過對一次事故的分析,提出了在過電流保護整定中應值得注意的問題。:秀山變壓器過流保護整定計算電所供電,所內裝有容量為31500kVA和20000kVA的三繞組降壓秀山變壓器各一臺,中壓35kV和低壓10kV采用單母線分段的主接線方式,35kV和10kV母線未裝設母差保護,為饒陽所一次系統接線圖。兩臺主變除配有瓦斯保護、BCH-1型縱差保護外,還設有:由電磁型繼電器構成的110kV復合電壓閉鎖過電流保護(復合電壓取自35kV母線TV,電流取自秀山變壓器110kV進線斷路器TA)及10kV過電流保護等。

  其中,110kV復合電壓閉鎖過電流保護(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斷路器,第三時限跳開主變三側;10kV過流保護設有兩個時限,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斷路器。這樣,對于主變的外部故障,主變的兩側過電流保護就能有選擇地動作,縮小停電范圍。

  在正常運行情況下,1、20主變三側并列運行帶全所負荷。

  表1 lM31500kVA>主變兩側過流保護定值保護名稱整定倌110kV復合電壓閉鎖過電流保護10kV過電流保護TV變比復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跳三側斷路器1.0S跳511斷路器表2 2(20000kVA)主變兩側過流保護定值保護名稱UOkV復合電壓閉鎖10kV過電整宗信過電流保護流保護TV變比復合電壓低電壓負序電壓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跳三側斷路器1事故過程及保護動作情況-1隔離開關支柱絕緣子損壞,造成35kV10母故障,1、20主變110kV復閉過流保護動作跳開35kV母線分段301斷路器及兩臺主變的35kV主進311、312斷路器,2主變的10kV過電流保護動作跳開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復閉過流保護動作跳開301、311斷路器變頻諧振高壓試驗裝置在GIS系統中的應鮑偉勇河南省新鄭市供電公司(451100)1變頻串聯諧振耐壓試驗優點變頻串聯諧振耐壓試驗是利用電抗器的電感與被試品電容實現電容諧振,在被試品上獲得高電壓、大電流,是當前高電壓試驗的一種新的方法與潮流,在國內外已經得到廣泛的應用。

  變頻串聯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。變頻串聯諧振工作在諧振是正確的,已將311 -1隔離開關的故障點隔開,而再跳開312斷路器和10kV分段501斷路器則應屬于非選擇性動作,致使35kV2母線停電,擴大了停電范圍。

  2故障及保護動作分析事故發生后,對主變保護裝置進行了檢查,沒有發現裝置問題。但從事故現場發現,311-1隔離開關的三相絕緣子都存在放電的燒痕,表明故障點曾發生了嚴重的三相短路,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后轉為三相短路。

  1母311-1隔離開關故障發生后,5kV1、2母線電壓降低,使1、主變的110kV復閉過流保護的復合電壓閉鎖元件開放,且流經1、2主變高壓斷路器111、112的故障電流使主變的110kV復閉過流保護電流元件同時啟動,延時1. 5s后同時跳開301斷路器。但此時故障已發展為三相短路,全所的三側電壓降低,造成1、2主變的復合電壓元件繼續開放,1主變的高壓側111斷路器繼續通過故障電流,又經0. 5s延時(從故障開始已持續2.動作跳開311斷路器,使311-1隔離開關故障點與1主變隔離;在301斷路器跳開的同時,2主變經并列運行的10kV母線仍向35kV1母線故障點迂回提供短路電流,2主變的110kV復閉過流保護的電流元件在迂回電流的作用下,也經0. 5s(從故障開始已持續2.狀態,當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十分之一。發生閃絡擊穿時,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。其恢復電壓的再建立過程很長,很容易在再次達到閃絡電壓斷開電源,所以適用于高電壓、大容量的電力設備的絕緣耐壓試驗,如:GIS變電所、高壓交聯電力電纜、發電機、大型秀山變壓器、隔離開關、互感器等。

  延時后動作跳開312斷路器,2變的10kV過電流保護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,導致35kV2母線停電和10kV母線分列運行。

  3改進方案與結論由以上分析,可以對三繞組主變的高、低壓側配置的復閉過流保護在整定時作以下改進:為防止并列運行的秀山變壓器提供迂回短路電流導制類似的過電流保護無選擇性動作,高壓復閉過流保護的時間級差要大于低壓側過電流保護的小動作時限。在本例中,如果2主變的10kV過流保護動作的時限改為0.2~0.3s跳開501斷路器,則在1、2主變的110kV復閉過流保護1. 5s跳開301斷路器后,經2主變向故障點提供的迂回短路電流使10kV過電流保護起動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復閉過流保護的過流繼電器返回,便不再跳開312斷路器,不會導制2母線失電,擴大停電范圍。

  在主變的低壓過電流保護回路上增加一個快速跳低壓分段的保護段,該保護段定值需要考慮與相鄰線路保護定值的配合。

  以上兩種改進方案都是當主變中壓側外部故障,如果產生經低壓側的迂回短路電流時,以低壓側母線的快速分列運行來保證高壓復閉過流保護的動作選擇性。對于三繞組主變各側均裝設了過電流保護的整定也有借鑒意義。

  (:2003-

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