涌流對(duì)變壓器保護(hù)定值整定的影響分析

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1、涌流對(duì)變壓器保護(hù)定值整定的影響分析（1.國(guó)網(wǎng)河南省電力公司南陽(yáng)供電公司河南南陽(yáng)473000,2.國(guó)網(wǎng)河南省電力公司電力科學(xué)研究院河南鄭州450052）摘要：在大型變壓器在空載合閘過程中回產(chǎn)牛激磁涌流與和應(yīng)涌流。一定條件下涌流的存在會(huì)引起保護(hù)誤動(dòng)作，影響設(shè)備的正常運(yùn)行。木文分析了激磁涌流與和應(yīng)涌流產(chǎn)牛的機(jī)理及影響因素，指出防止保護(hù)誤碰的整定措施。關(guān)鍵詞：勵(lì)磁涌流；和應(yīng)涌流；保護(hù)定值；定值整定0引言變壓器中的涌流主要有三種：空載合閘的勵(lì)磁涌流、外部故障切除后的電壓恢復(fù)性涌流及變壓器的和應(yīng)涌流。當(dāng)發(fā)電廠或變電所內(nèi)母線上連接兩臺(tái)或兩臺(tái)以上的變壓器時(shí)，如果一臺(tái)變壓器進(jìn)行空載合閘，在變壓器繞組中將

2、出現(xiàn)勵(lì)磁涌流，與此同時(shí)，在與其并聯(lián)運(yùn)行的其它中性點(diǎn)接地變壓器繞組中也將出現(xiàn)浪涌電流，稱作和應(yīng)涌流。和應(yīng)涌流與勵(lì)磁涌流密切相關(guān)、交替產(chǎn)牛。大容量變壓器空載合閘的暫態(tài)過程持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，和應(yīng)涌流增長(zhǎng)也較緩慢，可能會(huì)引起保護(hù)誤動(dòng)作。實(shí)際工程中，和應(yīng)涌流與勵(lì)磁涌流引起的保護(hù)誤動(dòng)作事件主要發(fā)牛在新建變電站的投運(yùn)過程中。一般經(jīng)過保護(hù)整定后，可以將和應(yīng)涌流與勵(lì)磁涌流的影響控制在有限的范圍內(nèi)。但是和應(yīng)涌流與勵(lì)磁涌流的發(fā)牛存在隱蔽性，因此，有必要深入討論總結(jié)應(yīng)對(duì)和應(yīng)涌流與勵(lì)磁涌流的保護(hù)整定措施。1勵(lì)磁涌流產(chǎn)牛的機(jī)理及影響因素電力變壓器在空載投入電網(wǎng)或外部故障切除后電壓恢復(fù)時(shí)，由于變壓器鐵芯磁通的飽和及鐵芯材

3、料的非線性特征，會(huì)產(chǎn)牛相當(dāng)大的勵(lì)磁電流，稱為勵(lì)磁涌流。勵(lì)磁涌流的數(shù)值很大，有時(shí)可以達(dá)到額定電流的3?8倍。勵(lì)磁涌流產(chǎn)牛的根木原因是當(dāng)變壓器空載時(shí)，由于磁鏈不能突變，從而產(chǎn)生的非周期磁鏈，使得變壓器鐵芯飽和所致。空載合閘激磁涌流的大小和衰減速度主要受以下因素的影響：(1)變壓器鐵芯的飽和特征以及鐵芯的額定工作磁密。對(duì)于大容量變壓器，鐵芯額定工作磁密與飽和磁密比較接近(現(xiàn)代變壓器的飽和磁通倍數(shù)經(jīng)常在1.2-1.3,甚至低于1.15),所以當(dāng)電壓過高或者頻率減低吋，容易發(fā)生過勵(lì)磁。(2)變壓器平均勵(lì)磁電感，漏感和合閘前電源系統(tǒng)的內(nèi)電感。若忽略漏感和系統(tǒng)電感的影響，勵(lì)磁涌流主要受平均勵(lì)磁電感的

4、影響。當(dāng)其他條件相同時(shí)，空載電流小的變壓器因平均勵(lì)磁電感大而導(dǎo)致空載勵(lì)磁電流衰減較慢。(3)冋路中等效電阻(變壓器鐵耗、銅耗和以及合閘前電源系統(tǒng)的內(nèi)電阻)。對(duì)于大容量變壓器，由于采用高磁導(dǎo)率的低損耗冷軋硅鋼片，電阻較小，時(shí)間常數(shù)大，激磁電流的衰減較慢。(4)變壓器送電前鐵芯的剩磁。即使是變壓器在激磁電流的過零點(diǎn)熄弧斷電，也會(huì)有剩磁。如果變壓器送電時(shí)的斷路器的合閘角沒有進(jìn)行控制選擇,則剩磁對(duì)激磁電流的影響具有隨機(jī)性。(5)合閘時(shí)送電電壓的電壓大小及合閘角度。如果送電斷路器在合閘前，電源側(cè)的電壓過高，可能導(dǎo)致變壓器鐵芯的激磁增大。2和應(yīng)涌流產(chǎn)生的機(jī)理及影響因素變壓器空載合閘產(chǎn)生的勵(lì)磁涌流含

5、有很大的直流分量和大量非周期分量，該直流分量流經(jīng)其并聯(lián)的中性點(diǎn)接地變壓器的勵(lì)磁電抗，使變壓器鐵心趨向飽和，從而產(chǎn)生相應(yīng)的和應(yīng)涌流。和應(yīng)涌流相對(duì)于勵(lì)磁涌流而言，和應(yīng)涌流為反向的，即當(dāng)變壓器空載合閘而鐵心為正向飽和時(shí)，并聯(lián)運(yùn)行變壓器的鐵心趨向反向飽和。變壓器由初始的不飽和狀態(tài)逐漸過渡到飽和狀態(tài)，和應(yīng)涌流將由小到人逐步增長(zhǎng)，和應(yīng)涌流的人小與勵(lì)磁涌流的大小有關(guān)。影響和應(yīng)涌流的因素主要有：(1)系統(tǒng)電阻。系統(tǒng)電阻對(duì)和應(yīng)涌流的產(chǎn)生利衰減都有影響。系統(tǒng)電阻和變壓器電阻的比值越大，越容易產(chǎn)出和應(yīng)涌流，且和應(yīng)涌流岀現(xiàn)得較早，幅值較大，衰減較慢。較大電壓等級(jí)的小系統(tǒng)中系統(tǒng)電阻較大，所以容易產(chǎn)出和應(yīng)涌流，而

6、口衰減速度也較慢。(1)線路阻抗。與系統(tǒng)電阻的影響類似，線路阻抗較大時(shí)，更容易產(chǎn)生和應(yīng)涌流。但是較大的線路阻抗會(huì)使線路有較大壓降，這一因素將會(huì)減低和應(yīng)涌流的影響。(2)剩磁。剩磁越大，合閘勵(lì)磁涌流越大，和應(yīng)涌流也越大，U到達(dá)最大值的速度也更快。(3)并聯(lián)變壓器的負(fù)載大小。負(fù)載越大，和應(yīng)涌流越小，峰值出現(xiàn)的也越晚。即空載合閘時(shí)，和應(yīng)涌流最大。3保護(hù)定值整定3.1變壓器差動(dòng)保護(hù)諧波制動(dòng)三相電流中最大二次諧波含量閉鎖制動(dòng)定值一般選用經(jīng)驗(yàn)值，設(shè)為20%。該數(shù)據(jù)主要基于早期變壓器運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)的積累。但是近年來，隨著大型變壓器制造技術(shù)的改進(jìn)和應(yīng)用數(shù)量的上升，經(jīng)常會(huì)發(fā)生人型變壓器投切是二次諧波成分不高的

7、情況。此時(shí)，如果繼續(xù)選用I口經(jīng)驗(yàn)值，將會(huì)出現(xiàn)基波尚沒有衰減到差動(dòng)保護(hù)定值以下，而二次諧波含量已經(jīng)小于制動(dòng)值，制動(dòng)解除，引起差動(dòng)保護(hù)會(huì)誤動(dòng)作。建議諧波制動(dòng)的定值整定應(yīng)在經(jīng)驗(yàn)值的基礎(chǔ)上，結(jié)合主變實(shí)際的沖擊波形選值，防止此類問題出現(xiàn)。3.2變壓器差動(dòng)保護(hù)中的差動(dòng)速斷定值通常為了提高靈敏度，初設(shè)的差動(dòng)保護(hù)高定值偏小。但是實(shí)際工程中變壓器合閘時(shí)勵(lì)磁涌流電流達(dá)到或者接近改定值，容易造成誤動(dòng)作。建議變壓器差動(dòng)速斷保護(hù)定值整定時(shí)，應(yīng)在考慮躲過變壓器區(qū)外最大短路