变压器空载合闸和应涌流的防范措施
2008-08-25 16:19:52?犠髡撸毫踉 ?犠犂丛矗号┐宓缙 ?犂犂
变压器空载合闸和应涌流的防范措施
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2007年6月，宁阳县供电公司110kV变电站#1主变压器检修工作完毕，在#1主变压器空载合闸过程中发生#2主变压器比率差动保护动作，#2主变压器三侧断路器掉闸。

当时运行方式为：110kV#2主变压器带全站负荷，临近热电厂通过10kV母线并入系统。

当时送电基本操作程序：操作队员首先合上110kV#1主变压器11断路器两侧隔离开关，随后合上#1主变压器中性点接地隔离开关（此时#2主变压器处于运行状态，中心点接地隔离开关在合位），当合上11断路器后110kV#2主变压器比率差动保护动作，三侧断路器跳闸。

通过对事故原因调查、分析，找出事故原因为和应涌流。

由于#1、#2主变压器为50000kVA，容量较大，空载合闸的暂态过程持续时间长，和应涌流增长也较缓慢，造成#2变压器在#1变压器空载合闸后，由于和应涌流的存在引起差动保护动作。

1 和应涌流的产生
#1变压器空载合闸产生励磁涌流时含有很大的直流分量和大量的非周期分量，该直流分量流经其并联的中性点接地的#2变压器的励磁电抗，使变压器铁芯趋向饱和，从而产生相应的和应涌流。

当对#1变压器进行空载合闸时，在#1变压器绕组中将出现励磁涌流，与此同时，在与其并联运行的中性点接地的#2变压器绕组中，也将产生和应涌流。

和应涌流与励磁涌流密切相关，交替产生。

当变压器的励磁涌流处于峰值附近时，母线电压的瞬时值较低，此时不会产生和应涌流；当变压器的励磁涌流处于间断期间，励磁涌流为零；母线电压恢复到额定电压附近，变压器在励磁涌流的直流分量和高电压共同作用下将产生和应涌流。

和应涌流的产生不仅取决于变压器是否空载，还与变压器中性点是否接地有关。

中性点不接地时，将只产生励磁涌流，不产生和应涌流。

2 和应涌流特点
相对于励磁涌流而言，和应涌流为反向的，即当#1变压器空载合闸而铁芯为正向饱和时，并联运行中性点接地的#2变压器的铁芯趋向反向饱和。

#1变压器空载合闸时，#1变压器中的励磁涌流I10方向、#2变压器励磁电抗中和应涌流I20的方向如图1所示：
图1#1变压器的励磁涌流I10和#2变压器励磁电抗中和应涌流I20的方向
变压器由初始的不饱和状态逐渐过渡到饱和状态，和应涌流也将伴随着励磁涌流的增大而增大，和应涌流的大小与励磁涌流的大小有关。

3 和应涌流的危害
由于大容量变压器空载合闸的暂态过程持续时间长，和应涌流增长也较缓慢。

运行变压器的差动保护有可能在变压器空载合闸一段时间后，由于和应涌流误动跳闸。

由于和应涌流方向相对于励磁涌流方向反向。

当系统中某台变压器空载合闸时，零序电流通过两变压器中性点、大地进入运行变压器，可能引起运行变压器零序过流保护误动跳闸，如图1虚线所示。

#1变压器空载合闸时，零序电流通过接地中性点回路流入#2变压器，可能造成#2变压器零序保护误动。

4 防止和应涌流造成变压器误动的措施
4.1 防止和应涌流产生的措施
空载合闸前，将合闸变压器中性点不接地。

使其合闸时只产生励磁涌流而不产生和应涌流。

需要注意的是，如果将合闸变压器中性点不接地，为防止变压器空载合闸时的过电压问题，应在变压器不接地中性点装设间隙
保护，如专门保护变压器中性点的无间隙金属氧化物避雷器或采用棒间隙并联避雷器保护，防止冲击过电压损坏变压器铁芯或绝缘。

空载合闸前，将合闸变压器中性点接地，联系调度短时停运运行变压器中性点，可短时停运变压器中性点，但应考虑此种情况下合闸时局部系统可能失去接地中性点引起的过电压而损坏变压器，也应考虑安装间隙保护。

4.2 防止运行中变压器保护误动的措施
充分利用继电保护信息系统软件，模拟计算系统在不同运行方式下其它变压器空载合闸时在变压器中性点可能流过的最大零序电流值，合理的整定变压器零序电流保护的定值，防止零序保护误动。

尽力使设备在正常接线运行方式下运行，减少或避免在特殊运行方式下运行，以防止零序保护定值可能不满足特殊运行方式的要求，而造成零序保护误动作。

现有大型变压器多采用比率制动特性原理的差动保护，比率差动保护的最小动作电流一般整定为变压器二次额定电流0.5～1.0倍，最小制动电流一般整定为变压器二次额定电流1.0倍，定值整定过小，变压器空载合闸时和应涌流有可能超过变压器差动保护动作值，造成差动保护动作，为此在保证差动保护灵敏度的前提下，适当整定变压器差动保护最小动作值，抬高差动保护定值门槛，就有可能避免差动保护误动。