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摘 要 针对我省220kV集里变1、2号主变差动保护差流回路不平衡输出过大的原因进行了分析，并根据检查分析的结果提出了相应的处理建议。 0 概 述 集里变1、2号主变保护分别采用了许继电气制造的集成电路主变保护和微机主变保护，相继于1996年和1999年投运。2台主变保护自投运以来，其差动保护的不平衡电流输出一直过大，大大的超过了正常运行状况下差动保护差流的标准要求。由于2台主变保护差流的严重超标，当主变中低压侧区外出口发生相间短路故障时，产生的差流完全有可能使主变差动保护发生误动。针对集里变1，2号主变保护存在的问题，我们进行过专题技术分析，并到现场进行了检查试验，现将检查试验的具体结果和分析结论概述如下： 1 1，2号主变保护的有关技术参数说明 集里变采用的是2台120 MVA的主变，1号主变型号为SFPSZ7－120 MVA，调压方式为有载调压，其各侧的电压标称值为220／121／10．5，差动回路CT变比为：高压侧600／5、中压侧1200／5、低压侧400／5，差动电流接线方式为△／△／Y。2号主变型号为SFPSZ9－120 MVA，调压方式为有载调压，其各侧的电压标称值为220／121／10．5，差动回路CT变比为：高压侧600／5、中压侧1200／5、低压侧4000／5，差动保护电流接线方式为Y／Y／Y。主变保护其它有关铭牌参数见下表： 2 1，2号主变差动保护CT变比及外部接线检查 2．1 主变差动保护各侧的CT变比检查（见表1，2） 2．2 差动保护电流回路接线检查2．2．1 1号主变带负荷检查 a．一次负荷潮流：（从控制屏盘表读出的数据，存在误差） *负荷潮流以母线送出为正。 b．差动保护电流相位、幅值检查差动保护三侧电流幅值、相位关系正确。c．差动不平衡电流测量 A相：226 mA；B相：224 mA；C相：186 mA 2．2．2 2号主变带负荷检查 a．一次负荷潮流：（从控制屏盘表读出的数据，存在误差） 620：I＝130 A；P＝＋49 MW；Q＝－0 Mvar 520：I＝250 A；P＝－50 MW；Q＝－10 Mvar 320：I＝670 A；P＝－3 MW；Q＝＋11 Mvar *负荷潮流以母线送出为正。 b．差动保护电流相位、幅值检查 *差动保护三侧电流幅值、相位关系正确。 c．差动不平衡电流测量 A相：167 mA；B相：178 mA；C相：145 mA 由上述检查结果分析可知，1，2号主变差动保护电流的外部接线正确，CT变比正确，差动保护不平衡电流输出过大不是因外部接线和CT变比问题所致。 3 主变差动保护差流过大原因分析 3．1 对2号主变差动保护（WBH-100）差流产生原因的分析 2号主变容量为S＝120 MVA，主变各侧的电压标称值为220／121／10．5 kV，由于差动保护采用的是微机保护，因此差动电流回路采用的是Y／Y／Y接线。在主变各侧二次额定电流整定计算过程中我们是以主变各侧标称电压为基准，故计算书中计算出主变各侧的二次额定电流分别为2．624 A，2．386A，8．2478 A。由于各侧的额定电流值不同，为了使其平衡我们以高压侧电流为基准，计算出各侧的电流平衡系数应分别为1．0，1．1，0．318。在此定值下进行带负荷检查所测差动不平衡电流IA＝167 mA、IB＝178 mA、IC＝145 mA，而产品说明书要求差流：在主变额定容量下其差流不大于3％In（In为高压侧的二次额定电流，In＝2．624 A），即差流应小于80 mA，而在当时的测量负荷下，其差流不应大于（50 MVA÷120 MVA）×80＝34 mA。由此可知，2号主变差动保护的任意一相的差流都大大超过了装置正常运行时制造厂家提供的技术标准的要求。为什么在主变各侧CT变比正常、电流回路外部接线正确的情况下，差流回路有这么大的不平衡电流呢？我们认为有如下几方面的原因： 3．1．1 三相负荷电流不平衡是产生差流的一个基本原因。 3．1．2 电流互感器及主变有载调压引起的误差是产生差流的另一个原因。 两项产生的差流，在差动保护的定值计算过程中，从灵敏度上就考虑了上述差流对差动保护的影响，正常运行和区外故障时其差流不会导致差动保护误动。 3．1．3 主变实际运行时各侧的电压与主变各侧的标称电压不一致是产生差流的一个最主要原因。 主变各侧二次额定电流在计算时是以各侧的标称电压值为基准，按进行计算，由于主变实际运行过程中，各侧的电压与主变的各侧的电压标称值不同，因而计算出的各侧额定电流与实际的额定电流有较大的差别。在测量上述差流时，当时主变各侧的电压分别为239／116／10．6 kV，其电压与主变的标称电压220／121／10．5 kV分别相差19／5／0．1 kV，特别是高压侧的电压实际值与标称值相差达19 kV，由此可知实际运行时的主变高压侧额定电流比计算的额定电流小，中压侧的实际额定电流比计算的额定电流大。实际运行时的额定电流应为： 低压侧由于电压变化不大，故其二次额定电流不变，I3e＝8．247 A。 由于主变各侧的二次额定电流发生了较大变化，故在整定计算时必须重新考虑各侧的平衡系数，现将实际运行过程中的平衡系数计算如下： 高压侧电流平衡系数KP1＝1×239÷220＝1．086； 中压侧电流平衡系数KP2＝1．1×116÷121＝1．054； 低压侧KP3＝0．318； 将2号主变WBH－100微机装置的差动保护电流平衡系数定值按上述折算值进行修改后，重新带负荷检查各相差流，其值为IA＝20 mA、IB＝22 mA、IC＝15 mA，最大相的差流小于（50 MVA÷120 MVA）×80 mA＝34 mA。由此可见，主变差流过大是由于运行过程中主变各侧的实际电压与主变各侧标称电压不同导致其实际电流与计算电流不同，从而引起电流平衡系数实际值与计算值的偏差，致使差动回路中产生一个较大的不平衡电流。 为什么实际运行过程中主变各侧的电压与其标称电压有差别呢？ 任意一台主变都有一个标称电压值，如标称为220／121／10．5，即当主变高压侧额定电压为220 kV时，主变中压侧、低压侧的电压分别应为121 kV、10．5 kV，若主变中、低侧的电压不能满足此要求，则必须通过调节主变有载（或无载）调压分接头进行调整。但是在实际运行过程中，若高压侧的电压为220 kV时，通过调整调压分接头一般很难保证其中、低侧的电压运行在121 kV和10．5 kV。为了保证中低侧的电压能满足系统运行的要求，通常规定对于220 kV系统的末端变220 kV母线电压一般要高出其额定电压5％～10％即231～242 kV之间。因此集里变220 kV侧的母线电压工作在239 kV，这就是集里变主变各侧实际运行电压与标称电压的差别所在。 3．2 对1号主变差动保护（JCD-11）差流产生原因的分析 1号主变容量为S＝120 MVA，主变各侧的电压标称值为220／121／10．5 kV，由于差动保护采用的是集成电路保护，因此差动电流回路采用的是△／△／Y接线。在主变各侧二次额定电流整定计算过程中我们是以主变各侧标称电压为基准，故计算书中计算出主变各侧的二次额定电流分别为4．545 A，4．132 A，8．2478 A。由于各侧的额定电流值不同，为了使其平衡，我们以中压侧电流为基准，通过将高、低侧电流经中间变流器进行电流变换后使其各侧的电流达到平衡。以中压侧电流为基准，高、低侧的中间变流器变比应分别为5．5／5，10／5。在此定值下进行带负荷检查所测差动不平衡电流IA＝226mA、IB＝224 mA、IC＝186 mA，而产品说明书要求差流：在主变额定容量下其差流不大于3％In（In为高压侧的二次额定电流，In＝4．545 A），即差流应小于0．03×4．545＝136 mA，而在当时的测量负荷下，其差流不应大于（50÷120）×136＝56 mA。由上述测试结果可知，2号主变差动保护的差流大大超过了其装置正常运行的有关标准值。 1号主变差动保护差流过大的原因与2号主变差流过大原因一样，主要是因为实际运行过程中主变各侧的电压与标称电压不同，导致实际运行过程中的额定电流与以标称电压为基准计算出的额定电流不同，从而使得以标称电压为基准选取的中间变流器抽头不能平衡主变各侧的二次电流，使其在差动回路中产生较大的差流。由于差流产生的原因与2号主变相同，这里我们不再进行重复分析，只对1号主变高低侧接入的中间变流器的抽头进行重新折算。 已知以标称电压为基准时1号主变高、中、低压侧的二次额定电流分别为I1e＝4．545 A、I2e＝4．132 A、I3e＝8．247 A，当主变各侧的实际运行电压为239／116／10．5 kV时，可通过其关系式I′e＝Ie／（U实际÷U标称）折算出各侧的实际二次额定电流分别为： 以中压侧二次额定电流为基准：高压侧所经FY－1 A中间变流器的变比为4．85／5、初级抽头／次级抽头选1－5／1－6。低压侧所经FY－1 A中间变流器变比为9．56／5、初级抽头／次级抽头选1－12／1－2。将1号主变差动保护差流回路的中间变流器的变比按上述数据重新进行整改后，将大大降低差动回路中的差流。 5 结 论 当以标称电压为基准计算主变各侧二次额定电流平衡系数时，对于末端变来说其差流有可能超标，若出现这种情况二次额定电流及电流平衡系数必须按主变运行过程中的实际电压进行计算，这样才能使差动保护的差流降低至允许值，并且确保主变区外发生近区各类型故障时差动保护都不会误动。 |
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集里变主变差动保护差流过大原因的分析
时间:2014-03-13 09:47来源: 作者:鄂电电力 点击:
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