变压器合环操作事故分析及对策

张正文

中国铝业山东分公司热电厂 山东 淄博 255051

0 引言

环网供电是在停电检修、突发事件或负荷转移时的一种应急操作方式，通过合、解环操作可以减少停电时间，提高供电可靠性。但由此引起的环流对电网的安全运行有很大的影响，因此要尽快打开通道的电磁环网。一般情况下，操作人员只能凭经验决定是否可以进行合、解环，所以很容易造成方法保守，降低系统供电可靠性。2009年10月12日，156变电站就发生了一起变压器合环操作事故。

1 事故经过

合环操作前，35kV两段母线及联络开关50运行，通过I段并网线挂网线运行，1＃变压器检修，6kVII段通过联络开关30反带6kVI段。此时2＃变压器负荷10MW，6kV联络负荷2MW。1＃变压器检结束，送电，由于6kVI段母线上有两条外供线路及站用电，不允许停电，值长令1＃变压器与2＃变压器合环，送电后断开6kV联络。操作人员合上1＃变压器6kV开关31，再合上35kV开关51后，同期装置显示51开关已合闸，操作人员在断开30开关前，监控微机事故喇叭响，显示51开关变位。查询微机保护器故障记录51开关15：21’20”合闸，15：21’24” 跳闸，此时1＃变压器有载调压在5档，2＃变压器有载调压在2档。

2 故障分析

2.1 两台变压器参数

变压器的参数如表1所示：

表1 变压器参数

2.2 系统接线图

系统接线简图、等值电路图如图1、2所示：

图1 系统接线简图

图2 等值电路图

2.3 理论分析

环网合环操作主要分为同电压等级的合环和不同电压等级运行的线路，不同电压等级是通过变压器形成环网的，也就是电磁环网通过变压器电磁回路连接而构成的电磁合环。电网合环运行的条件是：

1）相位一致；

2）如属于电磁合环，则环网内的变压器接线组别之差为零；

3）容量比小于1：3；

4）电压比相同（允许±5%范围）；

5）阻抗电压相等（允许±10%范围）;

6）合环后环网内各元件不致过载；各母线电压不应超过规定值；继电保护与安全自动装置应适应环网运行方式；稳定符合规定。

2.4 电路分析

由等值电路图2可知，合环后相当于变压器并联运行，变压器原侧电压相等，副侧电压因有载调压档位不同，而产生电压差，又因原、副侧绕组有磁路耦合，电压差又反应在原侧。所以1＃变压器负荷由两部分组成：阻抗分配电流及循环电流负荷，其计算如下：

1）变压器阻抗计算如下由变压器基本参数公式

可求得，1＃、2＃变压器的阻抗分别为：

2）因阻抗不同引起负载系数不同，合环后负荷分配计算

则负载系数为：

可求得，变压器阻抗分配电流负荷：

P1＝（10+2）×1.06/（1+1.06）＝6.17 MW

P2＝（10+2）×1/（1+1.06）＝5.83 MW

取功率因数0.9，对应电流I11＝107 A，I21＝113 A

3）循环电流

因变比不同引起的循环电流负荷，（忽略电阻）计算

则循环功率为PP＝1.732×35×128＝7.76 MW

4）由叠加定律知，两台变压器合环后的数据如下：

1＃变压器原侧对应电流

1＃变压器副侧对应电流I12＝1170 A

同理得2＃变压器I2＝128 A I12＝750 A。

5）读取两台变压器微机保护器故障录波，发现1＃变压器副侧A相电流在1150~1200A区间内（其他两相电流曲线基本与A相重合），高出副侧过流保护定值（1000A），因此1＃变压器合环4S后保护动作出口，跳两侧开关。2＃变压器两侧电流在保护范围内，运行正常。

3 改进措施

通过对1＃变压器合环操作事故的分析，根据系统接线及微机保护实际情况，采取以下措施：

1）建立变压器分接头位置记录本，随时记录分接头位置，合环前将两台变压器分接头调整相同，为合环做好准备；

2）合环前减少变压器负荷，一般要求在8MW以下；

3）避免1＃变压器合环2＃变压器，尽量通过另一台8MW变压器与1＃变压器合环。

4 结语

本次操作步骤虽然简单，但发生了变压器合环过载跳闸，又反应出了合环问题的复杂性，如合环导致环网中设备过载、稳定性等方面受到破坏。因此，合环前一定要综合考虑合环操作因素，尤其是几个因素叠加后的影响更是不容忽视，并做好初步分析，才能确保合环安全，保证供电可靠性。

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