干式变压器空载合闸时的并发涌流

前言当一个发电厂或变电站连接两条或多条母线时，如果一条母线空载合闸，会在绕组中出现涌流，同时，在与之并联运行的其它中性点接地干式变压器的绕组中也会出现涌流，称为和应涌流。和应涌流与励磁涌流密切相关，并交替产生。干式变压器励磁涌流接近峰值时，母线电压瞬时值低，此时不会有励磁涌流；干式变压器励磁涌流中断时，励磁涌流为零；当母线电压恢复到额定电压附近时，干式变压器会在涌流和高压的DC分量的共同作用下产生和应涌流。和应涌流的性质不仅取决于干式变压器是否空载，还取决于干式变压器的中性点是否接地。中性点不接地时，只会产生励磁涌流，不会产生和应涌流，如图1所示。本文以双母线接线方式为例，说明浪涌电流的相关问题。1.和应涌流的特征干式变压器空载合闸时，含有大量的DC分量和大量的非周期分量。DC分量流经其并联连接。图1干式变压器运行接线示意图(假设干式变压器A在I母线上运行，启动干式变压器C在H母线上运行，干式变压器A和C中性点接地运行，干式变压器B停止)

中性点接地干式变压器的励磁电抗使干式变压器的铁心趋于饱和，产生相应的和应涌流。其特点是：(1)相对于励磁涌流，对应的涌流为负(反向)，即干式变压器空载合闸，铁芯正向饱和时，并联运行的干式变压器铁芯往往反向饱和，如图1-干式变压器B空载合闸时，干式变压器B中励磁涌流的方向， 干式变压器A和干式变压器C的磁化电抗方向以及中和涌流的方向如图中箭头所示。 (2)干式变压器会从初始的不饱和状态逐渐过渡到饱和状态，并应涌流由小到大逐渐增大，并应涌流的大小与励磁涌流的大小有关。2和应涌流的问题和应涌流的上述特点相比，存在以下相应的问题：(1)因为和应涌流的方向与励磁涌流的方向相反。当系统中的一台干式变压器空载合闸时，零序电流通过两台干式变压器的中性点和大地进入运行中的干式变压器，可能导致运行中的干式变压器零序过流保护误跳闸，如图1虚线所示。干式变压器B空载合闸时，零序电流通过接地零线回路流入干式变压器A、C，可能造成干式变压器A或C零序保护误动。(2)由于大容量干式变压器空载合闸的暂态过程持续时间较长，浪涌电流缓慢增大，干式变压器空载合闸一段时间后，运行中的干式变压器差动保护可能因浪涌电流误动跳闸。3.解决励磁涌流存在问题的措施。大型新建电厂一期工程由两台机组组成，包括两台主变压器和一台启动干式变压器。变电站母线干式变压器的接线方式，无论是双母线(或旁路)接线方式还是3/2接线方式，都是为了保证只有一台干式变压器中性点接地运行。只有两台干式变压器应接地。如果一台中性点接地的干式变压器停用，另一台也应停用。针对上述干式变压器运行方式和励磁涌流问题，应采取相应的预防措施。3.1存在的问题及注意事项1)系统中的干式变压器空载合闸时，运行中的干式变压器零序过流保护误跳闸。针对该事故的防范措施是：在各种系统运行方式下，正确计算空载合闸时流经其他干式变压器中性点的较大零序电流值，正确设置干式变压器零序电流保护各段的整定值，防止零序保护误动；端口应尽量使设备在正常接线运行方式下运行，并尽量减少或避免在特殊运行方式下运行-，以防止零序保护整定值不符合特殊运行方式要求而引起零序保护误动作。2)根据和应涌流的产生原理，防止和应涌流产生的预防措施是：空载合闸前，合闸的干式变压器中性点不接地。使其在合闸时只产生励磁涌流而不产生和应涌流。需要注意的是，如果封闭式干式变压器中性点不接地，应考虑干式变压器空载合闸时的过电压问题，并采取措施防止冲击过电压损坏干式变压器铁心或在空载合闸前将封闭式干式变压器中性点接地，封闭式干式变压器中性点应短时间停运，如图 #p#分页标题#e#

3)现有的大型干式变压器大多采用基于比率制动特性原理的差动保护。差动保护的较小动作电流一般设定在干式变压器二次额定电流的0.1~0.5倍，较小制动电流一般设定在干式变压器二次额定电流的0.8 ~ 1.0倍。整定值小，空载合闸时的涌流可能超过干式变压器差动保护的动作值，造成差动保护误动。根据干式变压器差动保护的不同类型，在保证差动保护灵敏度的前提下，适当设定干式变压器差动保护的较小动作值，提高差动保护整定的门槛，防止差动保护误动：在我的大坝电厂和井冈山电厂，曾发生过因励磁涌流引起差动保护误动的跳闸事故。主要原因是当时机组厂用电系统处于非正常运行模式，差动保护动作值的整定相对较小，干式变压器空载合闸时由于和应涌流导致差动保护误动。井冈山发电厂干式变压器差动保护动作值为1.330A，较小制动电流为3.716A(整定值为1.295A和3.676A)。从差动保护动作值的分析来看，只要适当提高差动保护的整定值，就有可能避免此类事故的发生。3.2应采取的相应措施鹤岗发电有限责任公司一期工程由两台机组组成，包括两台主变压器和一台启动干式变压器。变电站采用双母线旁路连接方式，每条母线上只接地一台干式变压器；为了防止上述问题，建议公司采取相应的预防措施：1)电气系统应尽可能在正常运行模式下运行，在特殊运行模式下运行时应采取安全措施。2)公司运营部应处于运营状态

行规程中明确规定在干式变压器空载合闸前，联系调度，按照调度要求，投入合闸干式变压器中性点，停运待并母线上干式变压器的中性点；或者将合闸干式变压器中性点不接地，采取措施防止干式变压器冲击过电压损坏干式变压器铁心或绝缘。3)公司两台主干式变压器和一台启动干式变压器差动保护均采用比率制动特性的差动保护，差动保护的较小动作电流整定为0.5倍二次额定电流，较小制动电流整定为1.0倍二次额定电流，电流整定值相对较小，为避免差动保护误动，应重新校核差动保护定值。4结束语针对和应涌流的原理、特性，我们应对其有足够的认识，工作时做好安全防范措施。防止由于和应涌流误动跳闸的事故发生，保证设备的安全稳定运行。( 来源：佳工机电网