主变送电过程中充电保护影响分析

雷从翼 李长彬

摘要：简要说明了此次事件发生的经过。通过对5011开关保护录波文件的分析，得出此次充电过流保护动作引起的原因，总结现场运维人员日常工作中的不足及此次事件对现场运维工作人员的教训；最后，分析避免充电过流保护误动作的防范措施。加强各级人员对“两票”审核力度。对“两票”规定，开展计划性、多样化的培训方式，确保所有人员能真正理解和运用，有效提高“两票”质量。严格仔细的进行修订运规、典票，对开关的充电保护进行明确规。

关键词：变电站；开关跳闸；变压器；充电保护

中图分类号： TM773 文献标识码：A 文章编号1672-3791（2015）10（a）-0000-00

1事件概述

2014年3月2日，500kVXX变电站开展对#2主变及三侧开关、#1主变及三侧开关停电进行年检、消缺等工作，在#1主变送电过程中，未经省调许可投入5011开关充电保护，导致对#1主变充电时，未躲过主变励磁涌流，5011开关跳闸。

2事件经过

2014年3月7日，在#1主变年检预试工作结束后，省调下令合上#1主变5011开关对#1主变送电（图1所示），19时11分，运维人员合上5011开关，19时11分17秒，5011开关保护充电过流Ⅰ段保护动作，跳开5011开关。详细动作情况如下：

2015-03-07 19：11：17722保护启动；111毫秒充电保护Ⅰ段动作；动作电流0.11A跳闸A、B、C相动作；148毫秒充电保护Ⅰ段返回；156毫秒跳闸A、B、C相返回；7170毫秒保护启动返回。

3事件分析

运维人员在合上5011开关之前，将5011开关保护充电保护（充电过流Ⅰ段定值为0.1A，0.1s）投入，但未对定值时间进行延长。按现场运行规程要求，充电保护必须根据调度指令进行投退。经对5011开关保护录波文件的分析，此次充电过流保护动作由主变励磁涌流引起。

（1）波形满足三相变压器励磁涌流的几大特点：

1）某相励磁涌流可能不偏向时间轴的一侧，变成对称涌流，但其它两相仍为偏离时间轴的一侧。A相为对称涌流，B、C相为非对称涌流。

2）从谐波分析可以看出，A相二次谐波含量为61.93%，B相为37.92%，C相为43.38%，满足三相变压器有一相或两相二次谐波含量较低，但至少有一相较高，且通常大于30%的特点。

3）波形存在间断现象，且对称性涌流存在的间断角最小。

空投变压器时铁芯中的磁通

Φ=-Φmcos（ωt+α）+（Φmcosα+Φs）e-t/T

所以，空投变压器时铁芯中的磁通的大小与Φm（强迫磁通）、cosα（合闸角）、Φs（剩磁）有关，而励磁涌流的大小与铁芯中的磁通大小有关；

（2）在铁芯未饱和之前，励磁涌流增长较慢，铁芯饱和后，励磁涌流增长较快，铁芯越饱和，励磁涌流越大。因此，影响励磁涌流大小的因素主要如下：

1）电源电压。变压器合闸后，铁芯中强迫磁通的幅值

Φm=Um/Wω，因此，电源电压越高，磁通的幅值越大，励磁涌流越大。

2）合闸角α。当合闸角α=0时，Φmcosα越大，励磁涌流越大；而当α=90°时，Φmcosα等于0，励磁涌流较小。

3）剩磁Bs，合闸之前，变压器铁芯中的剩磁越大，励磁涌流就越大。如Bs的方向与合闸之后Φmcosα的方向相同时，励磁涌流越大，反之越小。

此外，励磁涌流的大小还与变压器结构、铁芯材料及设计的工作磁密有关。变压器的容量越小，空投时励磁涌流与其额定电流之比就越大。

（3）5011开关合闸时，α接近于90°（如A），此时变压器磁通接近于0，励磁涌流较小，但仍大于5011开关保护充电过流Ⅰ段定值0.1A（0.13A>0.1A），经过0.1s衰减后仍可能导致充电过流Ⅰ段保护动作；α接近于0°（如C相）或α接近于180°（如B相）。我们可以看出，励磁涌流在合闸后的第一个周波峰值出现最大冲击电流，随后呈现衰减的过程，开始部分衰减得很快，一般经过0.5s～1s后，其值不超过0.25～0.5倍的额定电流，如需全部衰减，则可能需要几十秒的时间。如在合上5011开关前将充电过流Ⅰ段定值延长0.5s～0.7s，则可大大降低励磁涌流值，避免充电过流保护误动作。

（4）由定值单可看出，所有涉及到充电保护压板，定值单都明确给出了正常时在退出位置，当系统需要时根据调度命令进行投退。

4事件教训

（1）现场运维人员责任意识淡薄，技能水平薄弱，日常工作中，未主動复习站内专业基础知识，长期不接触后，缺乏应有的分析和判断，在发现问题后未及时向调度机专业人员咨询，自以为是，认为本次主变年检，由于二次回路由工作，担心二次回路接线错误，CT接线错误，导致保护误动或者拒动，认为投入充电保护能更可靠的保护变压器，对充电保护的功能认识不足。

（2）运维人员对现场运行规程不熟悉，现场运行规程明确要求在对主变充电时应延长充电过流保护动作时间，但现场未按此规定执行。运维人员应加强对现场运规的学习和理解并严格落实。

（3）现场人员如对设备操作流程有疑问，盲目操作。

（4）运维人员技术培训不到位，对运行规程、调度管辖设备管理认识不清楚。

5防范措施

（1）班组开展一次变电站保护功能正确性的专项排查。要求管辖各站再次检查站内所有保护装置压板投退正确。

（2）组织班组人员进行调规、运规、压板功能及投退要求的培训学习，要求运行人员掌握各类压板的投退要求。同时组织开展对压板、控制字含义的培训，明确其作用及运行方式，确保现场运行人员能对压板、控制字含义熟练掌握。

（3）加强各级人员对“两票”审核力度。对“两票”规定，开展计划性、多样化的培训方式，确保所有人员能真正理解和运用，有效提高“两票”质量。严格仔细的进行修订运规、典票，对开关的充电保护进行明确规定。

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[2]曹旭翀，周文俊，施伟成，等.某220kV主变差动保护动作的调控分析与处理[J].电工文摘，2015（05）

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