韶钢宽板厂主变差动保护动作的故障分析及改进措施

1、韶钢宽板厂主变差动保护动作的故障分析及改进措施 戴毅 王兴龙 黄璐 （热电厂）内容提要 介绍新型微机式差动继电器（SEL-587）在韶钢宽板厂35kV主变上的应用，SEL-587在差动保护动作后利用自带软件判断动作原因方面的优越性能，并介绍两种处理差动保护动作的方法。关键词：差动继电器 相量图 差动动作电流 相位补偿法1前言 韶钢宽板厂2台35kV主变均采用无载调压方式,35kV/10KV,容量为54.0MVA，变压器接线方式为Dyn11，美国SEL公司生产的SEL差动继电器作为主变的主保护，10kVIM和IIM各带1台主轧机（容量8000kW、额定电压3150V、额定电流1530A），200

2、5年4月23日起动1#主轧机，SEL-587差动继电器动作，1#主变跳闸，10kVIM失压，宽板厂无法组织生产。2差动保护原理 差动保护是为了保护变压器的内部、套管及引出线的各种短路故障，其根据循环电流的原理构成，新型微机式差动继电器（SEL587）接线如（图1），高低压侧的电流没有直接的电的联系，并且对于不同连接组别的变压器都可将每侧的CT二次侧连接成星形连接，而使用微机继电器内部软件校正，以补偿变压器的连接组别造成的CT二次电流的相位和幅值偏移，起到简化CT二次接线，减少人为错误的机率。SEL587的差流和制动电流的计算公式如下：差流IOP=（IW1+IW2），制动电流IRT=（|IW1|

3、+|IW2|）/2，比率制动斜率=IOP/IRT，式中IW1为微机继电器软件校正后的高压侧的电流向量值，IW2为微机继电器软件校正后的低压侧的电流向量值。图1：新型微机式差动继电器接线图 差动保护整定原则应能躲过变压器外部故障最大不平衡电流，能躲过变压器空载投入或切除外部故障后电压恢复时的励磁涌流，能躲过电流互感器二次回路断线时的不平衡电流。 图2 差动元件逻辑框图3动作原因分析 （1）主变差动保护原理接线图(如图3),首先对主变进行常规试验（测量高低压侧绕组直流电阻、摇绝缘）确定主变内部无故障，同时对主变差动保护范围内套管、出线摇绝缘确定无故障。再利用SMG168数字式双钳相位伏安表，退出差

4、动保护压板，带负荷测出“六角图”(如图4)。 图3 主变差动保护原理接线图 图4六角图 （2）根据SEL-587差动继电器技术特性及功能，连接SEL-587通讯接口，利用5601事故分析软件取得保护定值和动作参数。 表1 保护定值表 定值 MVA = 54.0 VWDG1 = 35.00 VWDG2 = 10.50 TRCON = DABY CTCON = YDAB CTR1=240 CTR2 =800 TAP1 = 3.71 TAP2 =6.43 O87P= 0.4 SLP1= 36% U87P= 8.0 TXPU = 0.000 TXDO = 10.000 NFREQ = 50 PHROT

5、 = ABC 逻辑方程 MTU=87U + 87R MER=87R + 87U OUT1=TRP1 OUT2=TRP1 MTU定义继电字TRP1的置位条件,而TRP1继电字位可用于继电器 输出接点跳闸,OUT1、OUT2用于跳闸输出。MER用于事故报告触发条件 逻辑。 表2 动作参数表 动作电流值 制动电流值 IOP1 IOP2 IOP3 IRT1 IRT2 IRT3 0.7 0.7 0.7 0.3 0.3 0.3 1.6 1.7 1.6 0.8 0.8 0.8 1.8 1.6 1.7 0.8 0.8 0.8 IAW1 IBW1 ICW1 IAW2 IBW2 ICW2 0.4 -0.2 -0.

6、2 0.8 -0.4 -0.3 -0.5 0.3 0.2 -0.9 0.5 0.4 -0.5 0.4 0.0 -0.9 0.9 0.4 角度 42° 166° 286° 43° 165° 284° （3）根据上表数据可作出以下分析，O87P为差动制动元件动作的灵敏度控制，IOP为差动元件动作电流量值,SLP1为区分是内部故障,还是外部故障,IR为制动电流启动值，IRS1制动电流曲线1限制点，从定值表(表1)中可得出制动元件启动电流O87P=0.4,SLP1=36，而动作参数(表2)中三相差动元件动作电流量值IOP最小为0.7远远大于0

7、.4;同时动作参数中差动元件动作电流值/制动电流值IOP/IRT=0.7/0.3得出233,也远远大于SLP1=36，根据图5百分比率制动差动特性知道，只有IOP大于O87P，且IOP/IRT比值大于百分比制动曲线定值SLP1，则差动制动元件87R动作，从逻辑方程可看出，MTU使TRP1置位，OUT1、OTU2输出跳闸。 （4）IAW1、IBW1、ICW1是变高侧CT二次侧的A、B、C相电流 ，IAW2、IBW2、ICW2是变低侧CT二次侧的A、B、C相电流，根据动作后(图4)相量图可以看出,IAW1和IAW2、IBW1和IBW2、ICW1和ICW2相量叠加，差动回路中有差流，综上所述，故SE

8、L-587动作，1#主变跳闸。 图5百分比率制动差动特性4处理方法4.1外部相位补偿法差动保护回路CT接线方式由变压器接线方式决定，因此要改变高变低压侧CT接线方式使其与变压器高低压侧绕组接线方式相适应并且进行相位补偿,由(图3)主变差动保护原理接线图可看出主变高压侧绕组接线方法为DABY，从电流补偿系数表格(表3)相对应的CT接线方式为YDAB接线方式,而原CT接线方式为YDAC(如图3),所以要把CT接线方式改为YDAB接线方式(如图6),才能补偿变压器绕组接线方式相位差。 表3电流补偿系数表变压器接线方式CT接线方式电流补偿数C1电流补偿数C2YYYYYDACYDABDACDACDABD

9、ABDABYDACYDACDACDABDABDACYDABYYYYYYDABYDAC11111111 退出差动保护压板，带负荷试车，把主变差动保护原理接线(图3)连接方式改为外部相位补偿法接线(如图6)连接方式组成差动回路后，经测试得出相量图(图7),其CT二次侧电流相位差近180°,三相相量相减,差动回路中差流很小达不到启动。因此用外部相位补偿法可以解决主变差动保护动作故障。 图6外部相位补偿法接线 图7 外部相位补偿后相量图4.2内部相位补偿法 从(图7)相量图可看出CT一次侧和二次侧电流相位相差近180°，也就是说只要能使CT一次侧和二次侧电流相位调转180°

10、;，就可以解决差动回路有差流问题，由于SEL-587差动继电器是带极性端子，因此对调正负极，就能使CT一次侧和二次侧电流相位调转180°，原SEL-587机箱端子接线方式是101、103、105接变高侧CT二次侧A、B、C三相，102、104、106三端子并联接地（如图3）.现改成102、104、106接变高侧CT二次侧A、B、C三相，101、103、105三端子并联接地，接法（如图8）。 图8 内部相位补偿法接线 退出差动保护压板，带负荷试车，经测试得出相量图与(图7)相量图一样，SEL图8 内部相位补偿法接线-587未动作，这说明改变机箱端子极性接线方法进行相位补偿也可以解决差动保护动作故障。5结束语 综上所述SEL-587差动继电器保护动作后，具有辅助判断动作原因的优越性能，并能提供准确的动作数据，极大方便现场故障处理，同时用内外部相位补偿