一起电力变压器励磁涌流引起的断路器跳闸处理

摘  要：本文介绍了励磁涌流的基本特征，以及励磁涌流对变压器差动保护的影响。通过一个励磁涌流导致变压器保护动作的实例，来讲述励磁涌流动作后判断处理方法。

关键词：励磁涌流  变压器差动保护  二次谐波制动  模糊识别制动

前言

对变压器进行空载合闸时，电压突然恢复的过程中，变压器可能产生很大的冲击电流，其数值可达额定电流的6～8倍，将这个电流称之为励磁涌流[1]。

励磁电流特点如下：

（1）波形偏于时间轴一侧，即涌流中存在很大的直流分量;

（2）三相变压器励磁涌流中含有很大的高次谐波分量，涌流中含有较大的二次谐波分量，其大小與铁芯饱和磁通和剩余磁通大小直接相关;

（3）三相变压器励磁涌流中，往往有一相为周期性电流，即几乎没有直流分量;

（4）三相变压器励磁涌流波形是有间断角，无论单侧性或周期性涌流波形都有间断角，且间断角很大，一般大于120°;

（5）励磁涌流是衰减的（自由磁通分量是随时间衰减的），励磁涌流衰减时间常数与变压器跟电源间阻抗的大小、变压器容量和铁芯材料有关。一般情况下，变压器的容量越大，或越靠近电源，其衰减时间越长;铁芯越饱和、电抗值越小，衰减越快;

（6）励磁涌流的幅值很大。磁通越大，铁芯越饱和，励磁涌流就越大，一般励磁涌流可达额定值得2-6倍;

（7）主变发生励磁涌流时，三相电压波形不变。

下面通过一个励磁涌流导致变压器跳闸的实例，来分析该类故障的处理。

1.案例描述

2020年9月15日 19时28分，220kV M变在合1号主变2501开关时，1号主变第二套主保护动作，2501开关跳开，1号主变第一套保护无动作记录。

2.故障前系统运行方式

220kV M变运行方式：1号主变2501开关热备用于220kV正母线，北五2M53开关运行于220kV正母线，2号主变2502开关、北五2M54开关运行于220kV副母线，2510开关在合位。1号主变：701开关冷备用、101开关、102开关热备用。

3.保护动作及自动化信息情况

2020年9月15日 19：28：37 1号主变第2501开关合闸 动作

2020年9月15日 19：28：38 1号主变第2501开关弹簧未储能 动作

2020年9月15日 19：28：38 1号主变第二套主保护出口 动作

2020年9月15日 19：28：38 全站事故总 动作

2020年9月15日 19：28：38 220kV间隔事故总 动作

2020年9月15日 19：28：42  1号主变第二套主保护出口 复归

2020年9月15日 19：28：42 1号主变2501开关弹簧未储能 复归

2020年9月15日 19：28：48 全站事故总 复归

2020年9月15日 19：28：48 220kV间隔事故总 复归

4.现场检查

（1） 检查1号主变保护装置，这两套保护装置型号都是CSC-326FE，如图8所示。

两套保护装置差动动作信号灯、PT断线信号灯亮，其中第二套保护装置有保护动作报告，而第一套保护装置无保护动作报告。

（2）主变本体检查，发现本体无异常。

（3）查看变压器跳闸时故障录波图，如图2所示。

从故障录波图中可以看出电流的波形完全可以符合变压器励磁涌流的特点，因此可以判断为励磁涌流[2]。

5.原因分析/必要性分析[2][3]

通过1号主变保护故障录波器图电压录波图和电流录波图可以看出，这是一起电力变压器励磁涌流引起的断路器跳闸，第二套保护装置为保护装置误动。两套保护装置都是CSC-326FE，为什么第一套保护装置未动作，而第二套保护装置动作了呢？通过查询1号主变差动保护定制单，第一套保护装置采用二次谐波制动方式来作为励磁涌流的判别依据，第二套保护装置采用模糊识别制动作为励磁涌流的判别依据。第二套模糊识别制动未识别出励磁涌流，导致第二套保护装置动作。

6.措施方法

通过1号主变保护保护装置查看、1号主变故障录波器图的判断和主变本体检查，判断出这是一起电力变压器励磁涌流引起的1号主变第二套保护装置误动作，可以对1号主变试送一次。

7.效果总结

这次主变跳闸故障主要是由1号主变励磁涌流引起主变第二套保护装置误动造成的。励磁涌流的判别方法是事故处理的关键，保护装置误动原因查找是事故处理难点。通过这次事故处理，我们需要从以下方面来改进：

（1）变电运维人员对励磁涌流知识的学习，以及对励磁涌流引起保护跳闸的处理;

（2）和厂家沟通，对保护装置误动原因深度探讨。

参考文献：

[1]葛宝明， 王祥珩， 苏鹏声，等.电力变压器的励磁涌流判据及其发展方向[J].电力系统自动化， 2003， 27（22）：6.

[2]任保瑞， 赵锋， 刘小改，等.励磁涌流引起的变压器差动保护误动作分析及对策[J].电网与清洁能源， 2010（10）：5.

[3]武春菊， 张学清， 石凤兰.励磁涌流引起变压器差动保护误动分析及对策[J].华北电力技术， 2007， 000（003）：51-54.

作者简介：

刘善军，镇江供电公司，长期从事变电运维技术研究。

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