某电厂启备变保护装置差流越限告警原因分析及处理

2015.06 ︱335︱
Power Technology
算 A 相差流如下： 平衡系数计算 k= 3 UHnh/ULnl=1.732×121×60/×6.3×500≈ 3.99 差流计算 Id=|k×I1+I2|=|3.99×0.132-0.173|≈0.353A 该启备变的绕组接线方式如图 1，差动保护 CT 的接线如图 2。
对于电流互感器二次接线，以 A 相电流为例。计算流入流出变 压器的一次电流： I 入=0.132×300÷5÷1.73≈4.57A I 出=0.173×2500÷5≈86.5A 将启备变 6kV 的电流折算到高压侧： I 折=79.5×6.3÷121≈4.5A， 考虑到测量误差，变压器的 A 相电流流入流出相等，B 相、C 相 的计算结果与 A 相相同，说明电流互感器二次接线正确。 现场对变压器本体及相部位进行检查均未发现异常，对照图 1 启备变绕组接线方式图和图 2 差动保护 CT 的接线图检查差动保护二 次 CT 接线和 CT 变比，检查结果与表 1 的参数相符，CT 接线方式和 极性与图纸标注一致，CT 回路接线紧固，保护装置正常，装置采样 通道正常。
电力科技
某电厂启备变保护装置差流越限告警原因分析及处理
陈 跃
（茂名臻能热电有限公司，广东 茂名 525011）
【摘 要】本文根据某电厂一台启备改造后带负荷试验时保护 装置差流越限告警，结合装置采到的数据和保护说明书提供的差动 保护平衡系数计算公式以及差流计算公式推算装置差流产生与保护 装置差动保护平衡系数设置有关，同时得出保护装置差流越限告警 原因，最后提出微机差动保护校验的一些建议，为继电保护校验人 员提供参考。 【关键词】差动保护；平衡系数；差流；保护校验 前言 2006 年 9 月 29 日， 某厂一台启备变作为备用电源接入#6 机 6kV 厂用电，保护方面也做了相应的改造，改造完之后带上负荷，装置 0 0 上采样数据显示如下，高压侧：IHA=0.132∠0 A、IHB=0.132∠240 A、 0 0 0 IHC=0.133∠120 A， 低压侧： ILA=0.173∠179.3 A、 ILB=0.173∠59.6 A、 0 ILC=0.176∠298.7 A， ABC 三相差流均在 0.00A～0.71A 之间随负荷的 变化而变化，同时保护装置差流越限告警。 1 故障处理及原因分析 1.1 一次设备及电流互感器二次接线检查 从以上数据来看，启备变高压侧和低压侧三相电流均平衡，而 且电流实际上是从高压侧流入变压器从低压侧流出变压器，根据装 置采集的数据结合表 1 的参数计算流入流出变压器的功率： S 入 =0.132×300÷5×121≈958.32Kav S 出 =0.173×2500÷5×6.3×1.732≈943.85Kav 考虑到测量误差，流入流出变压器的能量相等，符合能量守恒 定律，基本上判断变压器内部等相关部分无故障。
表1
项目 变压器电压等级 变压器联结组别 电流互感器变比 电流互感器接线方式
图2
差动保护 CT 的接线
启备变计算参数
高压侧 121kV Y 300/5 △ 低压侧 6.3kV △-11 2500/5 Y
1.2 装置产生差流推算 由以上分析可知，启备变的一次部分和电流互感器接线都没有 问题，那么问题只有出自保护装置本身，因为变压器高低侧电压不 相等，根据能量守恒定理，所以实际高低压侧的实际电流也不相等， 而且变压器本身还有不同的接线方式，再加上变压器高低压侧电流 互感器的变比和接线方式的不同，因此接入保护装置的二次电流将 不相等，为了使正常运行的情况下装置检测到的电流不出现差流， 这样必须引入一个参数，使得变压器正常运行时保护装置没有产生 差流，该参数保护说明书上叫做差动平衡系数，如下简称为平衡系 数，它的计算公式如下： 以低压侧为基准的平衡系数如式
k2
式（1）和式（2）刚好是倒数关系，保护装置的差动平衡系数 是根据输入以上参数自动生成的。而保护厂家提供差流计算公式如 下： Id=|k1×I1+I2|或者 Id=| I1+ k2×I2| Id 为差流，k1 为以变压器低压侧为基准时的平衡系数，I1 为 变压器高压侧二次电流值，I2 为变压器低压侧二次电流值，k2 以变 压器高压侧为基准时的平衡系数。平衡系数 k 与变压器绕组的接线 方式及各侧额定电压、电流互感器差动绕组的变比及和接线方式有 关。由以上计算公式可知，对于保护装置输入的参数不同将产生不 同的平衡系数，如下选三种情况推算保护装置的差流。因为以那一 侧为基准均不影响计算结果，就选择以低压侧为基准计算。 第一种情况按照表 1 所提供的参数计算输入保护装置，电流方 向选择高、低压侧流进保护装置为正，保护装置根据采集的电流计 算 A 相差流如下： 平衡 系 数计 算 k=UHnh/ 3 ULnl=121 ×60/1.732 ×6.3 ×500 ≈ 1.33 差流计算 Id=|k×I1+I2|=|1.33×0.132-0.173|≈0.0026A 第二种情况按照表 2 所提供的参数计算输入保护装置，电流方 向选择高、低压侧流进保护装置为正，保护装置根据采集的电流计
表2
项目 变压器电压等级 变压器联结组别 电流互感器变比 电流互感器接线方式
启备变计算参数
高压侧 121kV Y 300/5 Y 低压侧 6.3kV △-11 2500/5 △
第三种情况按照表 2 所提供的参数计算输入保护装置，电流方 向选择高压侧流进保护装置为正，低压侧流出保护装置为正，保护 装置根据采集的电流计算 A 相差流如下： 平衡系数计算 k= 3 UHnh/ULnl=1.732×121×60/×6.3×500≈3.99 差流计算 Id= |k×I1+I2|=|3.99×0.132+0.195|≈0.699A 由此可以看出，保护装置的差流与第三种情况相吻合。 1.3 保护装置差流越限告警原因 根据以上计算分析结果，利用调试软件调取保护装置的差动保 护设置参数，保护装置差动保护参数设置果然是按照以上第三种情 况设置。由此可见，保护装置产生差流是因为系数设置不当有关。 由保护装置差流越限告警原理可知，保护装置检测到差流值大于 Iq/3，而小于 Iq，时差流越限告警，而当时装置的差流值为 0.71A， （上接第 338 页） 3.3 铁塔基础的优化措施 主要是要减少基面开挖，加强对塔位原有的植物保护，尽量的 降低对周围自然环境的影响，保护生态环境。 4 输电线路铁塔基础与结构优化 4.1 强化铁塔基础 按照一般的分类方法，铁塔基础大致可以分为水泥杆、钢管和 直立式铁塔基础三个类型，我们在对输电线路进行建设时，应该充 分考虑到当地的地形地貌、施工条件和人文环境等因素，合理的施 工。在施工的过程中，要尽量做到不影响当地人们的正常生活，不 破坏当地的植被和环境。在研究之前，应该先做好受力分析，确保 铁塔的安全性和稳定性。在对铁塔的基础形式进行选择时，除了要 考虑以上因素外，还应该考虑到经济性，要做到尽量节约成本，减 少浪费。 4.2 降低杆塔接地电阻 我们在对输电线路铁塔进行研究时，还应该考虑天气带来的影 响。为了防止雷雨天气带来的不利影响，我们应该降低杆塔的接地 电阻，因为杆塔的接地电阻越低，抗雷水平相应的就会越高。要想 降低杆塔电阻，我们应该从以下几个方面做起：第一，采用水平外 延接地，这样不但能够降低工频接地电阻，而且会使冲击接地电阻 降低。第二，有一些土壤比较深，而且该土壤电阻率相对比较低， （上接第 339 页） 选择板料为梯形，成型力就大大降低。此种工艺的使用，还减少大 量的制作工序，提高锚固效率，增加安全系数，提高工程质量。 4 发展前景 预应力锚具夹片冷挤压成型技术还处在发展初期，但发展的前 景是十分广阔的。具体来讲，预应力锚具夹片冷挤压成型技术的出 现，解决了大量锚具夹片在运用过程中的许多实际问题。首先解决 资源利用率问题，此项技术的推广，大大提高材料的利用率，顺应 社会发展的需要。同时，解决压力不均问题，提高工程的安全系数 与工程的使用周期，这都是工业发展的必经之路，也是工业发展的 要求所在。所以，预应力锚具夹片冷挤压成型技术的推广，将为相 关工业设备的发展注入新的发展动力。图Βιβλιοθήκη 启备变绕组接线方式k1
il U H nh （ 1 ） ih 3U L nl
ih 3U L nl （ 2） il U H nh
以高压侧为基准的平衡系数如式
差动保护ct的接线12装置产生差流推算由以上分析可知启备变的一次部分和电流互感器接线都没有问题那么问题只有出自保护装置本身因为变压器高低侧电压不相等根据能量守恒定理所以实际高低压侧的实际电流也不相等而且变压器本身还有不同的接线方式再加上变压器高低压侧电流互感器的变比和接线方式的不同因此接入保护装置的二次电流将不相等为了使正常运行的情况下装置检测到的电流不出现差流这样必须引入一个参数使得变压器正常运行时保护装置没有产生差流该参数保护说明书上叫做差动平衡系数如下简称为平衡系数它的计算公式如下