某330 kV变电站 (该变电站330 kV系统采用3/2断路器接线方式) 一台330 kV自耦变压器 (变压器采用Y/Y/△接线方式, 电流互感器采用Y/Y/Y接线方式) 由于一条110 kV线路B相接地短路故障 (故障发生后巡视线路已经找到接地点) 造成变压器比率差动保护动作。故障发生前, 线路运行, 变压器运行, 故障造成线路光纤差动保护动作, 变压器比率差动保护动作。
故障发生后, 现场继电保护人员检查了变压器保护装置内部录波文件和录波图, 其动作数据 (如表1) 。
线路发生单相接地短路故障, 对于变压器属于区外故障, 变压器差动保护是不应该动作的, 因此针对此次误动事件我们从各个方面进行了分析, 特别是对PST1200变压器保护装置的原理和动作行为做了仔细分析。
PST1200变压器保护装置采用二次谐波制动闭锁原理的差动保护和波形对称原理的差动保护, 本次动作装置为采用二次谐波制动闭锁原理的差动保护。
差动保护中差动电流Icdd为各侧电流相量和的模, 制动电流Izdd为各侧电流相量模的最大值。即:
它的动作判据为:
其中, Icd为差动保护电流定值, Izd为差动保护制动拐点定值, 装置软件设定为高压侧额定电流值, K为比率制动的制动系数, 软件设定为K=0.5。由于流入变压器Y侧和△侧的电流存在30度的角度差, 所以在实现变压器差动保护时装置对各侧测得的电流进行了相应的相量变换, 采用无零序电流补偿相位校正方式, 这种方式是指保护装置对变压器Y侧二次电流进行相角转换。PST-1200变压器保护装置相量变换为“Y”侧向“△”侧转换。电流互感器各侧极性都以指向变压器为同极性端。
对于Y侧, 变换公式如下:
即:
变换公式中, IA、IB、IC为电流互感器流入保护装置的电流值, IHA、IHB、IHC为经过相量变换后用于差动保护进行比较的电流值。
对于△侧, 变换公式如下:
变换公式中, Ia、Ib、Ic为电流互感器流入保护装置的电流值, ILA、ILB、ILC为经过相量变换后用于差动保护进行比较的电流值, 计算得到电流保持不变。也就是说, 对于△侧, 无需要进行相位转换。
由上述分析得知, 当变压器仅有穿越性的电流作用时, IH+IL=0 (各相均为0) , 即在不考虑变压器各侧不平衡电流的影响下, 正常运行和区外故障时, 变压器差动保护是不会动作的。
故障发生后, 使用继电保护效验仪对保护装置差动保护逻辑进行效验, 均正常。
A相比率差动:带入数值, 18.0294.0-≥-×) 32.078.0 (5.0, 该公式不成立, 因此A相比率差动不动作。B相比率差动:带入数值, 18.0525.0-≥-×) 32.0556.0 (5.0, 该公式成立, 因此B相比率差动动作。C相比率差动:带入数值, 18.0039.0-≥-×) 32.0358.0 (5.0, 该公式不成立, 因此C相比率差动不动作。
综合上面的分析, 可以判断变压器区外动作的原因是边电流互感器B相二次回路在区外发生单相接地故障时存在两点接地现象, 使得接地网中的故障电流流入边电流互感器B相二次回路, 致使变压器保护装置B相采样值异常增大, 差动电流达到动作值, 最终造成变压器差动保护动作出口。
摘要：变压器作为变电站内重要的电气设备, 它的正常运行关系到电网的安全、稳定运行。本文从一起由于110 kV线路发生单相接地短路故障导致一台330 kV变压器比率差动保护动作, 结合变压器差动保护的动作原理和动作特性及当时的运行方式进行分析, 找出了误动的原因, 并进行了改进和反事故措施。
关键词：变压器,比率差动,故障
[1] 国家电力调度通信中心.国家电网公司继电保护培训教材[M].中国电力出版社, 2009 (4) .
[2] 国电南京自动化股份有限公司.《PST1200变压器保护装置说明书[M].2005 (12) .
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