变压器过电流保护的整定必须考虑励磁涌流的影响

　　平果110kV变电所的2号变容量为20MVA,10kV侧的额定电流1.1kA,接有36台总计18MVA的配电变,正常时负荷电流150～180A,

过电流保护按躲过变压器可能出现的最大负荷电流(Iset=744A,t=2.5s)整定。分路三相短路时,主变10kV的断路器过流保护起动,0.06s后分路切除故障电流,母线由残压7.3kV(计算略)恢复到10kV。在此瞬间,若初相角󰀁=󰀁/2时,变压器铁芯未饱和,励磁涌流很小,直接进入稳态。主变10kV断路器只流过负荷电流,过流保护动作返回,不会发生越级跳闸事故。但当󰀁=0时,由于变压器的饱和程度最严重,铁芯导磁率低,绕组阻抗减小,会出现很大的励磁涌流。由于三相电流的相角不一致,即使󰀁≠0的情况,

变压器过电流保护的整定必须考虑励磁涌流的影响

吕高幸　广西百色地区电业公司(533000)

1　事故情况　

1999年2月20日,百色地区电业公司平果110kV变电所发生越级跳闸事故。具体情况如下:2月20日上午,平果县爆破烟囱,数米长的钢筋落在936(新安)线路上,造成三相短路,10时20分27秒936断路器速断保护跳闸;10时20分28秒,936断路器又自动重合闸在发生永久性故障的线路上,后加速跳闸;10时20分30秒,主变10kV932断路器过流保护动作跳闸。

地流过主变932断路器的短路电流只有0.12s,是什么原因使其过流保护动作跳闸呢?

经分析认为,主变10kV侧过流保护动作,是分路断路器切除故障后,主变及与线路连接的配电变励磁涌流引起的。变压器空载投入或外部故障切除后电压恢复时会出现数值很大的励磁涌流,励磁涌流的大小和时间常数与变压器的结构型式、接线方式、外施电压的初相

角、变压器容量的大小、铁芯性质、也会出现相当大的励磁涌流。对于饱和磁通、剩余磁通、回路阻抗等都返回系数为0.9(Ire=670A)的过有关。

电流保护,1s后只要励磁涌流没有

据实践和理论分析,励磁涌流衰减到低于0.5倍额定电流,过流保有以下特点:护的电流元件就不会返回。接着分(1)　最大幅值可达变压器额定电流的6～8倍,其数值可与短路数值比拟。

(2)　励磁涌流呈尖顶波,含有大量的非周期分量、高次谐波,其中的二次谐波为主。波形偏向于时间轴。

(3)　励磁涌流有间断角。间断角的大小不仅与初相角󰀁有关,而且与变压器的饱和磁通和剩磁大小直接相当。但经过TA的传变,间断角可能消失。

(4)　励磁涌流按指数形式衰减。对于小型变压器,电阻较大,电抗较小,衰减较快,约经几周可达稳态。大型变压器电阻较小,电抗较大,衰减慢些,可延续数秒钟。

路开关重合在永久性故障上,切断

故障电流后母线电压恢复,又出现很大的励磁涌流……。当时间累加达到2.5s时,主变10kV开关过流保护动作,造成越级跳闸事故。3　措施

针对励磁涌流衰减快的特点,结合平果110kV变电所的具体情况,我们把主变过电流保护的时间元件适当延长0.3s,使其在时间上能躲过励磁涌流。从此以后,再也没有发生类似越级跳闸事故。

(收稿日期:1999-07-25)

(本栏编辑　雷鸣)

图1　一次线路结线图

2　原因分析　

分路三相短路时短路电流为　2.2kA(计算略),主变压器10kV932断路器过流保护(Iset=744A,t=2.5s)起动,0.06s(断路器分闸固有时间)分路断路器切断短路电流,主变10kV断路器过流保护理应返回。1s后分路断路器,重合闸后立即跳闸,又仅有0.06s时间的短路电流流过932断路器。总计间断

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