第1期(总第137期)2007年2月山 西 电 力SH A N XI EL ECT RI C P OW ERNo 1(Ser 137)F eb 2007差动保护误动原因分析吕长荣,何润强(孝义供电支公司,山西孝义 032300)摘要:针对LBD MT P 2411D 变压器差动保护装置的动作情况进行了分析,探讨了几种差动保护动作的原因,并逐一给出处理措施。

关键词:差动;保护;误动中图分类号:TM 772 文献标识码:B 文章编号:1671 0320(2007)01 0058 02收稿日期:2006 12 06,修回日期:2006 12 13作者简介:吕长荣(1965 ),男,山西孝义人,1987年毕业于太原电力高等专科学校发配电专业,工程师;何润强(1974 ),男,山西孝义人,2001年毕业于太原理工大学电力系统及自动化专业,工程师。

0 引言孝义供电支公司现有7个35kV 变电站,全部是无人值班变电站。

新城站、石公站、驿马站、楼西站采用的是南京力导公司的DMP 300系列综自保护;西泉站采用的是北京清大高新公司的TH 300系列保护装置;王马站采用的是南京自动化所的NDB200系列保护装置;柱濮站采用的是保定浪拜迪研制开发的LBD M TP 2000系列综自装置。

在运行当中,柱濮站遇到一次主变差动保护动作,现将动作情况分析如下。

1 事故概况2005年8月19日17时53分,柱濮站2号变差动保护动作。

该站有2台主变,1号变容量为5000kVA,2号变容量为6300kVA,35kV 线路两回,分别接于110kV 兑镇变电站和35kV 驿马变电站,10kV 线路5回。

事故发生时的运行方式是2号变运行,1号变热备用。

当时10kV 出线7648渔湾线速断保护动作,渔湾线开关跳闸。

同时,2号主变差动动作,高低压开关跳开,全站失电。

2 保护动作行为分析2 1 10kV 出线保护动作行为10kV 出线渔湾线从保护装置采集到的数据如下。

2005年8月19日17时53分06秒233毫秒,一段动作,A 相故障!t =0 01s,I a =42 55A,I b =0A,I c =3 06A,3I 0=0 03A,U ab =34 43V,U bc =96 79V,U ca =73 88V,3U 0=8 08V,3U 2=59 23V 。

从数据来看,这是一起10kV 线路AB 相间近距离短路引起开关跳闸,属于保护正常动作。

后经线路巡检人员对10kV 出线渔湾线进行全线巡视,发现3号杆A 相断线,跌至B 相上。

说明保护动作与实际情况一致。

2 2 变压器差动保护动作行为差动保护装置是LBD M T P T 2411D,投入的是差动速断、二次谐波制动的比率差动。

保护动作时T 2411D 差动装置上所采集的数据如下。

2005年8月19日17时53分06秒237毫秒,差动动作,C 相故障!t =0 0168s,I ccd =3 65A,I acd =2 05A,I ah =36 91A,I al =38 06A,I acd2=0 13A,I bcd =1 37A,I bh =32 92A,I b1=34 21A,I bcd2=0 21A,I ccd =3 65A,I ch =2 19A,I c1=4 96A,I ccd2=0 41A,I azd =37 48A ,I bzd =33 56A ,I czd =3 37A 。

差动保护相关整定定值如下。

差动定值2 6A,制动定值2 6A,比率制动系数0 55,二次谐波系数0 15,差速断定值20 8A 。

从数据来看,C 相差流为3 65A,制动电流3 37A,此时的C 相处于差动动作区,应该差动动作,见图1。

比率制动条件为I zd >制动定值,且I cd <K I zd (I zd 为制动电流,K 为比率制动系数,I cd 为差58研究与实践图1 差动动作区域图动电流)。

此例中,I zd(3 37A)>制动定值(2 6A),但I cd(3 65A)>1 85(0 55 3 37),故C相电流在动作区内二次谐波制动条件为I2>I cd K2 (I2为三相差动电流中二次谐波的最大值,I cd为某一相的差动电流,K2为二次谐波系数)。

此例中,二次谐波I2最大值为0 41A,最小的二次谐波制动电流为I cd K2=0 15 3 65= 0 5475A故I2<I cd K2,不满足制动条件,二次谐波不能制动,C相处于动作区。

从图1及分析数据来看,A相、B相在制动区,C相在动作区,保护装置跳闸是合理的。

3 故障分析及处理3 1 一次设备的检查处理众所周知,主变差动保护范围是高压侧电流互感器、高压开关、高压侧1刀闸、变压器、低压侧1刀闸、低压侧电流互感器。

所以,上述范围内设备故障能引起差动保护正确动作。

故对主变高压侧CT,高压开关、高压侧1刀闸、主变、主变低压侧1刀闸、主变低压侧CT、主变低压侧开关进行了详细的检查,未发现异常。

检查瓦斯继电器,在瓦斯继电器内未发现明显气体。

在A,B相大电流的冲击下,已服役几年的变压器内部线圈可能出现问题。

可是从检测变压器的色谱分析看出没有放电或绝缘老化现象,并与投运前油样相比较,也无明显变化。

后对主变进行预试,绝缘电阻、吸收比、介质损失因数、泄漏电流等试验数据合格,说明一次设备运行正常。

3 2 二次设备的检查处理3 2 1 定值错误如果是保护定值错误,会引起装置差动误动。

为了证实这点,对定值重新核对。

差动电流装置要求I cd按躲过最大负荷电流条件下,流入保护装置的不平衡电流整定。

一般取I cd=(0 2~0 6)I eh。

而整定定值时,为防止保护误动,将整定值按I cd=I eh整定。

显然,定值是没有问题的。

制动电流一般取(0 8~1)倍额定电流,定值单选择了1倍额定电流。

比率系数一般取0 3~ 0 7,定值是0 55。

二次谐波制动系数一般取0 15~0 25,定值是0 15。

时间定值正确,Y/!变换控制装置投入正确,差动保护出口正确。

从以上数据分析看整定值正确无误,至此,由整定值错误引起差动误动的怀疑被排除。

3 2 2 电流互感器故障或极性错误首先检查主变保护屏差动保护装置接线是否相应接入,其次是核对二次回路的电流极性、相序、相位。

在对主变保护屏、主变高压侧二次电流回路A411,B411,C411与主变低压侧电流回路A451, B451,C451相比较,画出矢量图2。

从矢量说明,电流互感器接线正确。

图2 矢量图3 2 3 差动装置故障由于对LBD MT P T2411D型主变差动保护装置没有太多的经验,在检测该装置之前,用备件更换了该装置。

为了证实更换下来的保护装置运行是否良好,首先对保护装置进行了外观检查,其次是检查直流回路和效验交流回路。

根据厂家给的参数结果,各电路中主要工作点电压满足要求。

由于现场没有条件给差动装置加谐波电流,后经厂家拿回去测量,发现该装置抗干扰能力差。

单从装置所采集的数据看,无论是出线动作,还是变压器差动动作都是正确的。

可对变压器来说,从数据分析看,是10kV渔湾出线A,B相近距离短路,差动保护装置抗干扰能力低,躲不过穿越性电流,保护误动。

4 结论10kV渔湾出线近距离A,B相故障,同时主变C相差动动作。

这是一起典型的由于差动装置躲不过近距离的短路电流,造成变压器差动保护误动。

后经厂家升级改造后,至今该差动保护装置运行正常。

(下转第70页)592007年2月 吕长荣,等:差动保护误动原因分析新技术应用i sf ∀I s =i L 。

通过控制APF,让K 足够大,就能使流经负载的电流不含谐波成分,变为一正弦电流,最终完成对谐波的补偿。

U S #电源电压;Z S #电源的内部等效阻抗;U C #串联型APF 输出的补偿电压;U d #PW M 逆变器直流侧电压;Lr,Cr #抑制逆变器高频开关脉动的滤波器图2 串联型A P F系统结构图图3 串联型A P F 等效电路示意图当然,由于系统中的谐波成分较多,因此工程实际中不可能将系统中各次谐波电压都补偿掉,现实的做法是根据系统中含量较大的或者用户负载较为敏感的那些谐波成分来选择谐波电压补偿次数和补偿度。

2 串联型APF 的PWM 逆变器控制方法根据串联型APF 的工作原理[2],可采用定时瞬时值比较控制方法,根据谐波电流i sh 来获得PWM 控制信号,从而驱动主电路中电力开关器件,使PWM 逆变器实时产生与U sh 成比例的谐波电压U C ,才能达到使有源电力滤波器对基波阻抗为零而对谐波呈现一定阻抗的目的,进而实现对变化的谐波进行实时跟踪补偿的目的。

此外,为维持PWM 逆变器工作,控制系统还应能控制其直流侧电容电压保持恒定,这是对控制系统的基本要求。

PWM 逆变器直流侧电压的选取直接影响串联型A PF 的谐波补偿效果。

若取得太小就不能产生足够幅度的补偿电压,而取得太大,则开关器件及电容器的耐压均需要提高。

所以,设计串联型APF 时应合理选取直流侧电压。

3 结论本文中介绍采用基于电压型变流器的串联型有源滤波器,用于抵消电网中谐波电压,使电力用户的电能质量达到可以容忍的范围,从而提高用电企业的安全稳定生产水平,具有较高的的推广价值。

参考文献:[1] 姚为正,王群,等.串联型电力有源滤波器的设计[J].北京:电力电子技术,1999(3)37 38.[2] 刘进军,等.基于瞬时无功功率理论的串联混合型单相电力有源滤波器[J].中国电机工程学报,1997(12):37 41.[3] 陈国柱,吕征宇,等.串联混合有源滤波器设计中的几个关键问题[J].电力系统自动化,2000(10):49 51.[4] SM EDLEY K M ,ZHOU QIAO.Unified Cons tant frequency Integration C on tr ol of Active Pow er Filters steady state an d Dynam ics [J ].IEEE Trans on Pow er Electronics ,2007,16(3):428 436.Discussion on the Improvement of Electric PowerQuality by the Series Active Power FliterW ANG Jin hao 1,YANG Jin biao 2,GUO Jun qin 2(1 Shanxi Electric Power Research Institute,Taiyuan,Shanxi 030001,China;2 Jincheng Electric Power Supply C ompany,Jincheng,Shanxi 048000,C hina)Abstract:T he paper analyses br iefly the basic operation pr inciple o f a series A PF and pr oposes a monito ring method to impro ve the po wer quality o f sensitiv e co nsumers by co nt rol appro ach of detect ing its lo ad cur rent,and puts forw ar d the par ameter design for the ma in circuit of the A PF filter.Key words:ser ies active po wer filter ;harmonics;parameter design;harmo nic vo ltag e sour ces;harmo nic compensation(上接第59页)Cause Analysis of Differential Protection MisoperationLU C hang rong,HE Run qiang(Xiaoyi Power Supply Branch of Luliang Power Supply Company,Xiaoyi,Luliang 032300,China)Abstract:T his paper ana lyses the differ ent ial protectio n operat ion o f tr ansfo rmer L BD M T P 2411D and discusses the causes o f differential pr otectio n,thus puts for war d some so lutions to so lve the miso per ation. Key words:differ ent ial;pro tection;misoperat ion70 山 西 电 力2007年第1期。