淺談空投1000kV變壓器時(shí)抑制勵(lì)磁涌流和防止保護(hù)誤動(dòng)的措施

1、    淺談空投1000kv變壓器時(shí)抑制勵(lì)磁涌流和防止保護(hù)誤動(dòng)的措施    摘  要：闡述了影響變壓器勵(lì)磁涌流大小的因素，結(jié)合實(shí)例，通過(guò)對(duì)新投運(yùn)1 000 kv變壓器五次沖擊合閘時(shí)勵(lì)磁涌流最大值及衰減時(shí)間數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，提出減小勵(lì)磁涌流和防止變壓器保護(hù)誤動(dòng)的措施和方法。關(guān)鍵詞：變壓器;勵(lì)磁涌流;沖擊合閘;消磁;整定計(jì)算0    引言趙石畔電廠主接線按2機(jī)2變1線不完全單母線接線方式，采用2臺(tái)1 000 kv斷路器，以1 000 kv一級(jí)電壓接入華北電網(wǎng)。發(fā)電機(jī)-變壓器組單元接線接入廠內(nèi)1 000 v配電裝置，發(fā)電機(jī)出口裝設(shè)斷路

2、器。配置發(fā)電機(jī)出口斷路器后簡(jiǎn)化電廠的運(yùn)行操作，提高電力系統(tǒng)安全性和穩(wěn)定性。然而，在發(fā)電機(jī)與變壓器中間設(shè)置發(fā)電機(jī)出口斷路器后，運(yùn)行中將存在主變壓器沖擊合閘的運(yùn)行方式。本文以1號(hào)機(jī)組主變壓器為例，對(duì)空投1 000 kv變壓器時(shí)減小勵(lì)磁涌流并防止保護(hù)誤動(dòng)的措施進(jìn)行闡述。1    勵(lì)磁涌流影響因素和空投1 000 kv變壓器勵(lì)磁涌流數(shù)據(jù)分析1.1    設(shè)備參數(shù)1號(hào)主變壓器型號(hào)為dfp-400000/1100（單相），額定容量為400 mva（單相），額定電壓為1 100/3-41.25%/27 kv，主變高壓側(cè)額定電流為663 a，接線組別為ynd11，冷卻方

3、式為odaf，生產(chǎn)廠家為西安西電變壓器有限責(zé)任公司。1.2    影響勵(lì)磁涌流大小的因素空投變壓器時(shí)鐵芯中磁通的大小與m、合閘角及剩磁有關(guān)，而勵(lì)磁涌流的大小與鐵芯中磁通的大小有關(guān)，磁通越大，鐵芯越飽和，勵(lì)磁涌流就越大。因此，影響勵(lì)磁涌流大小的因素主要有：（1）電源電壓。電源電壓u越高，勵(lì)磁涌流越大。（2）合閘角。當(dāng)合閘角a=0°時(shí)，勵(lì)磁涌流最大;而當(dāng)a=90°，勵(lì)磁涌流最小。（3）鐵芯剩磁。在交流電中，電流方向不斷變化，在電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)強(qiáng)度的激勵(lì)下，鐵磁材料被磁化，鐵芯材料具有剩磁特性。合閘之前，變壓器鐵芯內(nèi)中的剩磁越大，勵(lì)磁涌流就越大。此外，勵(lì)磁涌流的

4、大小也與變壓器內(nèi)部結(jié)構(gòu)、鐵芯材料及設(shè)計(jì)的工作磁密有關(guān)。變壓器的容量越小，空投時(shí)勵(lì)磁涌流與其額定電流之比就越大。分析及測(cè)量表明：空投變壓器時(shí)，變壓器與電源之間的阻抗越大，勵(lì)磁涌流越小。1.3    投、切空載變壓器規(guī)范要求按照電氣裝置安裝工程 電氣設(shè)備交接試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)（gb 501502016）要求：額定電壓下的變壓器沖擊合閘試驗(yàn)，應(yīng)符合下列規(guī)定：（1）在額定電壓下對(duì)變壓器的沖擊合閘試驗(yàn)，應(yīng)進(jìn)行5次，每次間隔時(shí)間宜為5 min，應(yīng)無(wú)異?，F(xiàn)象，其中750 kv變壓器在額定電壓下，第一次沖擊合閘后的帶電運(yùn)行時(shí)間不應(yīng)少于30 min，其后每次合閘后帶電運(yùn)行時(shí)間可逐次縮短，但不應(yīng)少于5

5、min。（2）沖擊合閘宜在變壓器高壓側(cè)進(jìn)行，對(duì)中性點(diǎn)接地的電力系統(tǒng)試驗(yàn)時(shí)變壓器中性點(diǎn)應(yīng)接地。通常，額定電壓空載投入變壓器時(shí)會(huì)產(chǎn)生勵(lì)磁涌流，其值可達(dá)68倍額定電流。勵(lì)磁涌流開(kāi)始衰減較快，一般經(jīng)0.51 s即可減至0.250.5倍額定電流，但全部衰減完畢時(shí)間較長(zhǎng)，中小變壓器幾秒，大型變壓器可達(dá)1020 s，故勵(lì)磁涌流衰減初期，往往使差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)，造成變壓器不能投入。1.4    空投五次1 000 kv變壓器相關(guān)數(shù)據(jù)分析2008年10月23日，完成趙石畔電廠1 000 kv變電站投、切空載1號(hào)主變壓器試驗(yàn)，對(duì)五次沖擊合閘試驗(yàn)勵(lì)磁涌流數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)試，記錄如表1所示。在三相投、切空載

6、1號(hào)主變壓器過(guò)程中，主變壓器高壓側(cè)相對(duì)地實(shí)測(cè)操作過(guò)電壓最大為1.5 p.u.，低于設(shè)計(jì)允許的1.6 p.u.，勵(lì)磁涌流最大值為2 069 a。根據(jù)高壓側(cè)合閘時(shí)勵(lì)磁涌流承受能力校核數(shù)據(jù)分析，主變高壓側(cè)合閘時(shí)勵(lì)磁涌流小于高壓側(cè)短路電流峰值，勵(lì)磁涌流電流僅為短路電流值的22.1%。勵(lì)磁涌流對(duì)變壓器并無(wú)太大危害，僅在變壓器一側(cè)有電流，沖擊電流存在的時(shí)間為34 s。當(dāng)然，對(duì)變壓器多次連續(xù)合閘充電也是不好的，沖擊過(guò)程中伴隨的機(jī)械力會(huì)造成變壓器內(nèi)部固定、支撐件松動(dòng)和變形。此外，勵(lì)磁涌流也可能引起變壓器的差動(dòng)和過(guò)流保護(hù)動(dòng)作，故進(jìn)行變壓器操作時(shí)應(yīng)注意勵(lì)磁涌流對(duì)變壓器差動(dòng)和過(guò)流保護(hù)的影響。2  

7、0; 空投1 000 kv變壓器時(shí)降低勵(lì)磁涌流和防止保護(hù)誤動(dòng)的措施（1）1號(hào)主變是新安裝的變壓器，由于鐵磁材料固有的磁滯現(xiàn)象，在對(duì)電力變壓器進(jìn)行直流電阻測(cè)量等交接試驗(yàn)后會(huì)在鐵芯中殘留剩磁。由于剩磁的存在，當(dāng)變壓器投入運(yùn)行時(shí)，不僅可能增加變壓器的損耗，而且可能引起繼電保護(hù)器誤動(dòng)，影響系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。所以在變壓器投入運(yùn)行前對(duì)其進(jìn)行消磁試驗(yàn)，對(duì)1號(hào)主變a、b、c三相分別按照5 a、1 a、200 ma、5 ma的順序進(jìn)行消磁，確保變壓器安全正常運(yùn)行。（2）變壓器差動(dòng)保護(hù)中的差動(dòng)速斷整定值只反映差流的有效值，不受差流中的諧波及波形畸變的影響。根據(jù)五次空投主變壓器時(shí)勵(lì)磁涌流瞬時(shí)最大值數(shù)據(jù)分析，大容量主

8、變壓器（1 200 mva及以上）差動(dòng)速斷保護(hù)定值采用35倍額定電流比較合適。在整定變壓器差動(dòng)速斷保護(hù)時(shí)，應(yīng)根據(jù)變壓器容量、結(jié)構(gòu)、在系統(tǒng)中的位置及系統(tǒng)特點(diǎn)，合理、靈活選擇定值。過(guò)分追求保護(hù)動(dòng)作的靈敏性及動(dòng)作的快速性，也是一種誤區(qū)。不同容量變壓器勵(lì)磁涌流倍數(shù)差別比較大，可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況適當(dāng)調(diào)整。（3）主變相間后備保護(hù)過(guò)流段為純過(guò)流保護(hù)，不經(jīng)復(fù)壓閉鎖。過(guò)流段經(jīng)發(fā)電機(jī)出口斷路器位置閉鎖，考慮電廠有主變帶廠用高壓變壓器送電的運(yùn)行方式，增設(shè)“倒送電”后備保護(hù)功能。#1主變壓器首次沖擊過(guò)程中，由于大容量變壓器勵(lì)磁涌流的存在，衰減時(shí)間比較長(zhǎng)，主變壓器跳閘。因此，在沖擊合閘試驗(yàn)過(guò)程中，觀察勵(lì)磁涌流衰減時(shí)

9、間，綜合考慮是否增加過(guò)流段時(shí)間還是有必要的。（4）當(dāng)變壓器合閘時(shí)，主變壓器差動(dòng)保護(hù)可能誤動(dòng)。為使差動(dòng)保護(hù)躲過(guò)勵(lì)磁涌流，必須采用措施區(qū)分涌流狀態(tài)和故障狀態(tài)。在變壓器縱差保護(hù)中，工程中應(yīng)用尤其普遍的是二次諧波制動(dòng)和波形不對(duì)稱(chēng)兩種原理。當(dāng)識(shí)別出勵(lì)磁涌流時(shí)，將差動(dòng)保護(hù)閉鎖防止縱差保護(hù)誤動(dòng)。主變壓器兩套保護(hù)雙重化配置時(shí)，兩套保護(hù)勵(lì)磁涌流閉鎖需采用不同原理，一套采用諧波制動(dòng)原理，另一套宜采用波形不對(duì)稱(chēng)原理。3    結(jié)語(yǔ)本文針對(duì)1 000 kv變壓器沖擊過(guò)程數(shù)據(jù)進(jìn)行了簡(jiǎn)要分析和討論，闡明了減小勵(lì)磁涌流及防止變壓器保護(hù)誤動(dòng)的措施和方法。變壓器空載合閘過(guò)程中易發(fā)生差動(dòng)保護(hù)和主變后備保護(hù)誤動(dòng)的情況，因此，在新變壓器啟動(dòng)調(diào)試時(shí)需檢驗(yàn)勵(lì)磁涌流的數(shù)值及衰減時(shí)間，檢修人員要熟練掌握勵(lì)磁涌流的抑制措施，不僅要掌握主變壓器保護(hù)整定計(jì)算原則，也要充分考慮現(xiàn)場(chǎng)一次設(shè)備沖擊合閘試驗(yàn)數(shù)據(jù)的實(shí)際情況，從而確保電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。參考文獻(xiàn)1 國(guó)家電力調(diào)度通信中心.國(guó)家