一起和应涌流引起的主变差动保护动作分析

摘

要：针对一起35kV备自投动作过程中主变差动保护动作的故障情况进行了分析。该故障原因为35kV备自投动作过程中的非同期合闸，使得主变铁芯饱和，从而产生相应的和应涌流导致主变差动保护动作。结合继电保护及备自投动作信息和故障录波，对备自投非同期合闸引起和应涌流的过程进行了分析和思考，并提出了技术改进措施。关键词：备自投；非同期合闸；和应涌流；差动保护0

引言近年来，和应涌流引起变压器差动保护动作的情况引起了业内学者的关注。和应涌流一般在电网中空投一台变压器时，在相邻的并联或级联运行变压器中产生。和应涌流一般在合闸变压器涌流持续一段时间后产生，该涌流波形特征不明显且持续时间很长，容易导致变压器的涌流闭锁环节失效，造成运行变压器保护误动作。随着对和应涌流的进一步研究，人们发现备自投非同期合闸也会引起和应涌流，从而造成变压器差动保护动作。

本文对一起35

kV备自投非同期合闸过程中主变差动保护动作案例进行了分析，并针对35kV备自投动作对主变差动保护的影响提出了相应的防误措施。1

故障概述某年10月16日00：28：51，110kV龙悦站35kV31PT发生高压保险熔断故障，由于110kV龙悦站35kV#1变中电流较小，达不到备自投的有流闭锁定值，110kV龙悦站35kV备自投装置满足无压无流条件后，备自投动作，跳开35kV#1变中301开关，合上35kV#2变中302开关，24ms后，110kV龙悦站35kV龙卫线供电的35kV卫河站#1主变差动保护动作，跳开主变两侧开关。2

故障过程分析2.1

故障前运行方式

110kV龙悦站#1主变、#2主变分列运行，#1主变、#2主变中性点不接地，#1变中35kV龙陂线、35kV春松线、35kV龙石线、35kV龙卫线、35kV车田线挂35kVI母运行，#2变中热备用，作为35kVI母备用电源，35kV备自投投入。35kV所有出线均有小电源上网。故障前运行方式如图1所示。2.2

备自投及保护动作时序

110kV龙悦站35kV备自投和35kV卫河站主变保护的动作时序如下：00：29：00.666，110kV龙悦站35kV备自投装置跳闸动作；00：29：00.726，110kV龙悦站35kV#1变中301开关分闸；00：29：01.646，110kV龙悦站35kV备自投装置合闸动作；00：29：01.715，110kV龙悦站35kV#2变中302开关合闸；00：29：01.739，35kV卫河站#1主变差动保护装置动作；00：29：01.769，35kV卫河站10kV#1变低501开关分闸；00：29：01.796，35kV卫河站35kV#1变高301开关分闸。

2.3

备自投动作行为分析

110kV龙悦站35kV部分采用单母接线方式，仅配置有一组PT。110kV龙悦站35kV31PT发生高压保险熔断故障后，110kV龙悦站35kV二次电压消失。因此，110kV龙悦站35kV备自投满足无压启动条件。

经调取10月16日110

kV龙悦站35

kV

#1变中电流的历史数据，最大电流一次值为22.505

A，35

kV

#1变中CT变比为800/5，折算到二次侧为0.14

A，小于备自投装置的“BZT无流检查定值”0.2

A。因此，110kV龙悦站35kV备自投满足无流检查条件。

综上，110kV龙悦站35kV备自投满足无压无流条件后，备自投正确动作，跳开110kV龙悦站35kV#1变中301开关，确认110kV龙悦站35kV#1变中301开关分位后，合上110kV龙悦站35kV#2变中302开关。110kV龙悦站35kVI母线恢复正常供电。

2.4

主变差动保护动作行为分析

经调取35kV卫河站#1主变差动保护故障录波，如图2所示。由录波图可见，主变保护有明显的差流，且各侧电流均有不同程度的偏向时间轴一侧的特点，出现了很大的周期分量和非周期分量，并呈衰减趋势，具有明显的励磁涌流特征。对主变保护进行动作特性分析，发现动作轨迹落到了差动保护动作区域，主变差动保护满足动作方程，差动保护动作，跳开主变两侧开关。

对主变保护进行谐波分析，发现有较大的直流分量，各相二次谐波含量占比分别为5.6%、25.4%和11.5%，有两相低于二次谐波制动系数定值（35kV卫河站#1主变二次谐波制动系数定值为0.12），从而造成二次谐波制动失效。

经调取35kV卫河站#1主变高后备保护故障录波，如图3所示。由录波图可见，主变高压侧电压在某个时刻出现了突变，35kV母线电压偏移，从而导致铁芯饱和，产生和应涌流，继而造成差动保护动作。通过时间对比，发现110kV龙悦站35kV备自投动作合闸时刻和35kV卫河站35kV母线电压偏移时刻几乎同时，由此判断，110kV龙悦站35kV备自投跳开110kV龙悦站35kV#1变中301开关后，该区域35kV系统处于孤网运行状态，而110kV龙悦站35kV备自投合上110kV龙悦站35kV#2变中302开关为非同期合闸，从而造成35kV卫河站35kV母线电压偏移，继而导致35kV卫河站#1主变铁芯饱和产生的和应涌流使差动保护动作。3

解决措施该事件中，35

kV卫河站主变差动保护动作的原因是110

kV龙悦站35

kV备自投非同期合闸过程造成35

kV卫河站35

kV母线电压偏移，导致铁芯饱和产生的和应涌流造成差动保护动作。因此，如何避免35kV备自投非同期合闸成为解决该事件中主变差动保护误动作的关键。为此，在备自投动作跳闸时，可以采取联切措施，增加联切小电源出口，一方面联切本站小电源线路，另一方面通过光纤、4G等通信技术远方联切下一级变电站的小电源线路，避免备自投非同期合闸引起的保护动作。此外，加强PT维护，避免铁磁谐振造成PT高压保险熔断，合理安排运行方式，减少轻载情况，也可以在一定程度上减少备自投的不必要动作，从而降低备自投非同期合闸风险。4

结语和应涌流引起保护动作一般在特殊运行方式或特殊操作