Dyn11接线变压器事故跳闸分析及处理

徐玉辉

（大唐哈尔滨第一热电厂，哈尔滨 150078）

发电厂生产过程中发生电气故障时，正确分析判断，采取有针对性的处理措施，可以节省大量的时间和人力，将事故损失降至最低。星角接线的变压器一、二次侧电气量在经过星角变换后其幅值和相位发生变化，增加了判断和分析故障的复杂性。某发电厂的一次Dyn11接线变压器跳闸事故处理过程中，运用向量分析方法对变压器模拟量幅值及相位进行分析，快速和准确地判断出故障原因，并依据分析结论，靶向处理，成功排除故障。

1 系统接线及变压器参数

发电厂220kV 母线采用双母线接线，接有2台发电机、2台主变压器、1台启动/备用变压器和2条线路。事故分析所涉及的2台6kV 变压器分别接至2台机的6kV 厂用母线，可经2台机的高压厂用变压器、20kV 母线、主变压器或启备用变压器、220 kV 母线环网运行；2 号脱硫变压器保护为CSC－241C数字式厂用变压器保护测控装置、CSC－241A数字式变压器差动保护装置。高压侧电流互感器（TA）变比300/5；低压侧TA 变比5000/5。2 台SG10－2000/10型Dyn11接线的脱硫变压器的相关参数见表1（因2台脱硫变压器参数相同，故只列出1台）。

表1 2台SG10－2000/10型Dyn11接线的脱硫变压器参数

2 事故前运行方式及事故经过

2.1 事故前运行方式

220kV 系统双母线运行，母联6610 断路器在合闸状态；220kVⅠ母线上运行元件为启动备用变压器、热南甲线，220kVⅡ母线上运行元件为热南乙线、2 号发电机－变压器组；1 号发电机－变压器组检修；启动/备用变压器带6kV 厂用ⅠA 段、6kV厂用ⅠB段运行；2 号发电机通过2 号高压厂用变压 器带6kV 厂 用ⅡA 段、6kV 厂 用ⅡB 段 运 行；6 kV 厂用ⅠA 段经1号脱硫变压器带380V 脱硫PCⅠ段，并经脱硫PC段联络断路器带380V 脱硫PCⅡ段运行，2号脱硫变压器检修。

2.2 事故经过

6kV2号脱硫变压器由检修转运行，运行人员拆除安全措施、测绝缘合格并检查设备无异常后进行送电操作，合上2号脱硫变压器高压侧断路器充电正常，05：51合上2号脱硫变压器低压侧断路器与运行母线（由1号脱硫变压器带）环并时，2号脱硫变压器差动速断保护动作，2号脱硫变压器高压侧断路器和低压侧断路器跳闸，差动速断保护动作电流（差流）29.84 A。经检查设备外观无明显异常，停电测绝缘合格。断开380V 脱硫PCⅠ、Ⅱ段母联断路器后，由2号脱硫变压器带380V 脱硫PCⅡ段空母线送电合闸成功，07：19时2 号脱硫变压器再次跳闸，差动保护动作，差流4.08A。

3 差动保护动作原因分析

a.1、2号脱硫变压器在此之前已经正常运行了几年，1号脱硫变压器并未经过改动，而2号脱硫变压器送电前经过检修，从故障的现象判断有2号脱硫变压器一次侧接线错误导致故障的可能，差动保护动作可能性分析见表2。

表2 差动保护动作可能性分析 A

通过以上分析，说明变压器差动保护动作并不是由于保护范围内存在短路故障引起的，是其他原因使差动回路出现异常的差流所致。

b.再次合上2号脱硫变压器高压侧断路器，在低压侧断路器处进行核相［1－2］，380V 脱硫PCⅡ段母线此时由1号脱硫变压器经380V 脱硫PCⅠ段及联络断路器带运行，2号脱硫变压器空载，其低压侧断路器的变压器侧和断路器的母线侧（即1号脱硫变压器低压侧电压）分别测得电压的幅值和相位数据见表3。

表3 故障时2台脱硫变压器二次侧各相间电压 V

从所测得的数据看，2号脱硫变压器和1 号脱硫变压器接线组别不同。差动保护动作可能是由于一次侧接线改变，而变压器差动保护电流互感器二次回路并未改变接线，即使流过正常负荷的电流在差动回路中也会产生较大的差流，导致差动保护动作，而接线组别不同的2台变压器并列产生很大的环流，达到了差动速断保护的动作值。

4 向量分析及措施

4.1 向量分析

由于2号脱硫变绕组接线形式为角星接线，从所测得的数据也不能直观地判断出所接错的相别。根据在核相时所测得的数据利用向量分析法，判断变压器接线组别的改变情况，指导恢复正确的接线。

Dyn接线变压器的绕组接线示意图见图1到图6［3－6］。

1号脱硫变压器接线方式为Dyn11接线，见图1。2号脱硫变压器正确接线方式也为Dyn11接线，但由于一次侧接线改变，所以此时2号脱硫变的接线组别也已改变，不再是Dyn11接线。

以1号脱硫变压器低压侧电压向量为参考向量（即在2号脱硫变压器低压侧断路器母线侧所测得的电压向量），相当于2号脱硫变压器在接线正确的情况下的电压向量（见图1）。一次侧A、B、C 三相角接，在二次侧对应绕组中感应出的电压的向量方向为：a相电压向量对应于一次侧的AB 相间线电压向量；b相电压向量对应于一次侧的BC相间线电压向量；c相电压向量对应于一次侧的CA 相间线电压向量。对应的二次侧三相电压向量见图1，其他5种接线方式见图2至图6。

通过向量图可以理论计算出ua1－ua，ua1－ub，ua1－uc，ub1－ua，ub1－ub，ub1－uc，uc1－ua，uc1－ub，uc1－uc间的电压，用实测的电压数值和相位与理论计算值进行比较就可以确定当时的接线组别并有针对性地改至正确接线。变压器二次额定线电压为400V，正常运行线电压为ul＝380V，相电压为up＝220V，由向量图分析得在Dyn5接线与Dyn11接线二次电压间的关系理论计算值［7］如下：

ua1－ua＝2up＝440V （ua1与ua间相差180°）

ub1－ub＝up＝220V （ub1与ub间相差60°）

uc1－uc＝up＝220V （uc1与uc间相差60°）

同法可得：

图1 Dyn11接线

图2 Dyn5接线

图3 Dyn1接线

ua1－ub＝ua1－uc＝220V

ub1－ua＝uc1－ua＝220V

ub1－uc＝uc1－ub＝440V

计算所得的2台脱硫变压器二次电压幅值和相位关系与故障时实测的数据相符。

用同样的方法将其他4种接线方式的计算值与实测数据相比较都不相符，故可确定故障是由于变压器一次侧A、B相接反，造成2台脱硫变在接线组别不同的情况下并列导致的。

4.2 处理措施

经检修人员确认，变压器检修时，一次角形侧接线曾经拆动过未做标记及记录，接线时是凭电缆的相色接的线，无法记清原来的接线位置，因此无法直接确认所改动接线的相别，如果在2号脱硫变压器的一次侧依次改动接线，在低压侧核相，则需要多次停送电消耗大量的时间和人力，并增加工作的危险性。由于2号脱硫变压器绕组接线形式为角星接线，从所测得的数据也不能直观地判断出所接错的相别。根据在该相时所测得的数据利用向量分析法，判断变压器接线组别的改变情况，指导恢复正确的接线，将2号脱硫变压器停电，将高压侧断路器至变压器高压侧A、B 相电缆拆开校线，确认了A、B相电缆接错位置，纠正接线后送电。再次合上高压侧断路器，在低压侧断路器两侧核相，所测得的数据见表4。

表4 纠正接线后2台脱硫变压器二次侧各相之间的电压 V

ua＝ub＝uc＝229Vuab＝ubc＝uac＝396V

ua1＝ub1＝uc1＝226Vua1b1＝390Vub1c1＝393Vua1c1＝392V

图4 Dyn3接线

图5 Dyn9接线

图6 Dyn7接线

测得的数据说明：倒相后2台脱硫变的接线组别相同，故障消除，设备运行正常。此次处理接线变压器故障证明，对新装或变动过内外内外连接线的变压器，并列前必须核定相位［8］。依据测量数据，经过必要理论分析，熟练掌握和运用向量分析的方法，可使电气事故处理过程简单、迅速、有的放矢，达到事半功倍的目的。

［1］ 林正馨.电力系统继电保护［M］.北京：水利电力出版社.1985.

［2］ 刘万顺.电力系统故障分析［M］.北京：水利电力出版社，1986.

［3］ 国家电力调度通信中心.电力系统继电保护实用技术问答［M］.北京：中国电力出版社，2000.

［4］ 罗慰擎.电机学［M］.北京：水利电力出版社，1986.

［5］ 杨玉荣.电机学［M］.长春：吉林大学出版社，1995.

［6］ 汤蕴 ，史乃.电机学［M］.北京：机械工业出版社，2009.

［7］ 贾文贵.电工基础［M］.北京：水利电力出版社，1992.

［8］ DL/T 572－95，电力变压器运行规程［S］.