黃景昊+吳海杰+劉芳+郭景鴻

【摘 要】我廠廠用電6kV電機(jī)在相鄰機(jī)組主變送電時(shí)，曾多次發(fā)生意外跳閘。通過本文分析，找出了跳閘原因?yàn)樽儔浩骱蛻?yīng)涌流導(dǎo)致6kV電機(jī)三相電流不平衡保護(hù)誤動跳閘。最后，介紹了我廠通過3個(gè)防范措施，徹底解決了因相鄰機(jī)組主變送電導(dǎo)致6kV電機(jī)跳閘事件的發(fā)生。

【關(guān)鍵詞】勵磁涌流；和應(yīng)涌流；三相不平衡

0 引言

和應(yīng)涌流是當(dāng)電網(wǎng)中空投一臺變壓器時(shí)，在相鄰的并聯(lián)或級聯(lián)運(yùn)行變壓器中產(chǎn)生的。和應(yīng)涌流在合閘變壓器涌流持續(xù)一段時(shí)間后產(chǎn)生，該涌流波形特征不明顯且持續(xù)時(shí)間很長，容易導(dǎo)致變壓器的涌流閉鎖環(huán)節(jié)失效，造成運(yùn)行變壓器保護(hù)誤動作。另外，和應(yīng)涌流也可能導(dǎo)致廠用電系統(tǒng)三相電壓不平衡，導(dǎo)致廠用電機(jī)誤跳閘。因此，需對和應(yīng)涌流現(xiàn)象進(jìn)行分析，并采取有效應(yīng)對措施。

1 事件電廠主接線方式

海南核電1#、2#機(jī)組電氣主接線采用發(fā)電機(jī)帶出口斷路器、主變壓器高壓側(cè)接于3/2接線的220kV開關(guān)站、在發(fā)電機(jī)出口斷路器的外側(cè)直接與常規(guī)島和核島廠用變壓器相連的主接線方式。海南核電的主發(fā)電機(jī)采用哈爾濱電機(jī)廠有限責(zé)任公司生產(chǎn)的QFSN-660-2型汽輪發(fā)電機(jī)，主變壓器由特變電衡陽變壓器廠生產(chǎn)的單相容量為260MVA的分相式三相變壓器，兩臺廠用變?yōu)槿喾至牙@組變壓器。

廠用電介紹：

我廠兩臺主變壓器均由特變電工衡陽變壓器有限公司生產(chǎn)，單相額定容量為260MVA，高壓側(cè)額定電流為1860.9A。我廠錄波器所取主變高壓側(cè)電流信號由1/2GEV004TI采集，CT參數(shù)為：5P40，50VA，2500/1A。計(jì)算可得CT二次側(cè)額定電流應(yīng)為0.744A。

我廠單臺機(jī)組6kV中壓段母線包含：2段常規(guī)島正常工作母線LGA、LGB，2段核島正常工作母線LGC、LGD，2段核島應(yīng)急段工作母線LHA、LHB，2段公共工作母線9LGIA和9LGIB。其中核島應(yīng)急段由LGC和LGD供電，公共段9LGIA和9LGIB由常規(guī)島和核島正常工作母線交叉供電。

2 事件概述

2015年5月16日20：59，運(yùn)行人員操作0GEW430JA給2號主變送電時(shí)，在沖擊合閘過程中導(dǎo)致1號機(jī)組部分廠用設(shè)備跳閘，具體見表1。

3 廠用負(fù)荷跳閘原因分析

從事件發(fā)生序列判斷，這次停電事件與2號主變沖擊送電密切相關(guān)。根據(jù)運(yùn)行反饋和電機(jī)保護(hù)動作情況，初步判斷由于2號主變送電過程中勵磁涌流導(dǎo)致220kV開關(guān)站母線電壓波動并傳導(dǎo)至1號機(jī)組廠用電6kV及380V側(cè)，從而導(dǎo)致1號機(jī)組相關(guān)負(fù)載由于電壓不平衡導(dǎo)致保護(hù)動作跳閘。

從隨機(jī)性的角度判斷兩次沖擊合閘的合閘角度都屬于比較好的情況（最壞的情況下勵磁涌流可以達(dá)到8～10In），對應(yīng)的1號機(jī)6kV廠用電壓的波動導(dǎo)致的三相電壓不平衡達(dá)12%左右。從該情況可以判斷導(dǎo)致1號機(jī)組電壓波動雖然為2號機(jī)組沖擊送電的勵磁涌流所致，但是更多的是因?yàn)楹Ｄ想娋W(wǎng)自身電壓穩(wěn)定性較低這一先天不足造成。

當(dāng)單臺變壓器進(jìn)行空載合閘時(shí)，由于其磁鏈不能突變，從而產(chǎn)生非周期磁鏈，使得勵磁支路飽和，出現(xiàn)勵磁涌流。涌流波形偏向時(shí)間軸一側(cè)，具有間斷角，在第1個(gè)周期達(dá)到最大值，以后慢慢衰減至穩(wěn)態(tài)運(yùn)行情況。

和應(yīng)涌流是當(dāng)電網(wǎng)中空投一臺變壓器時(shí)，在相鄰的并聯(lián)或級聯(lián)運(yùn)行變壓器中產(chǎn)生的。和應(yīng)涌流在合閘變壓器涌流持續(xù)一段時(shí)間后產(chǎn)生，該涌流波形特征不明顯且持續(xù)時(shí)間很長，容易導(dǎo)致變壓器的涌流閉鎖環(huán)節(jié)失效，造成運(yùn)行變壓器保護(hù)誤動作。

4 應(yīng)對措施

4.1 6kV電機(jī)保護(hù)應(yīng)對措施

跳閘事件一發(fā)生后，為防止相關(guān)負(fù)荷再次跳閘，我廠維修人員采取臨時(shí)修改相關(guān)電機(jī)開關(guān)綜合保護(hù)繼電器中相不平衡保護(hù)的時(shí)間定值，將運(yùn)行電機(jī)的三相電流不平衡保護(hù)的△T定值，由原來的40s改為100s。但在第二次送電過程中1RRI001PO仍然跳閘。

三相電流不平衡保護(hù)的動作時(shí)間與電流大小成反時(shí)限特性，隨三相電流不平衡度增加而縮短，加上1號機(jī)組合應(yīng)涌流導(dǎo)致的母線電壓波動持續(xù)時(shí)間較長，通過修改保護(hù)時(shí)間定值并不能完全避免該保護(hù)動作。因此，通過修改定值不能完全避免電機(jī)跳閘事件的發(fā)生。

4.2 380V電機(jī)保護(hù)應(yīng)對措施

由于修改定值的措施并無法完全避免電機(jī)跳閘事件發(fā)生，我廠進(jìn)一步研究決定，通過對1#的220kV升壓站的邊開關(guān)及中開關(guān)各增加一臺涌流抑制器。涌流抑制器可通過控制合閘斷路器的合閘相位，降低勵磁涌流大小，緩解和應(yīng)涌流的危害。

加裝勵磁涌流抑制器后，2015年8月20日我廠對主變壓器再次進(jìn)行了沖擊試驗(yàn)。1號主變沖擊過程中6kV斷路器9LGIA110JA跳閘（0SAP403CO），跳閘原因?yàn)殡娏魅嗖黄胶狻?/p>

根據(jù)沖擊時(shí)的錄波圖形可知，1號主變送電沖擊過程，1號主變的勵磁涌流最大值僅為0.434A（0.6倍額定電流），2號主變和應(yīng)涌流最大值僅為0.078A（0.1倍額定電流左），9LGIA母線三相電壓分別為56V、56V、52.9V，三相電壓不平衡度大約為6%左右，較未安裝勵磁涌流抑制器時(shí)12%的不平衡度有所減低。雖然勵磁涌流抑制器能有效降低勵磁涌流的大小，但仍無法完全避免廠用電動機(jī)跳閘事件的發(fā)生。

4.3 降低合應(yīng)涌流的措施

通過修改定值和加裝勵磁涌流抑制器的方法均無法完全避免勵磁涌流導(dǎo)致廠用電機(jī)跳閘事件的發(fā)生。

我廠相關(guān)電氣人員經(jīng)進(jìn)一步研究討論決定，在進(jìn)行1#主變沖擊的時(shí)候，閉鎖2#機(jī)6kV中壓段電動機(jī)保護(hù)盤柜不平衡保護(hù)的出口，同理，沖擊2#主變時(shí)進(jìn)行1#中壓段閉鎖操作。

由于我廠中壓段電動機(jī)盤柜均采用的是SPAM150C保護(hù)，只需要增加此部分功能壓板即可實(shí)現(xiàn)閉鎖操作。

通過相關(guān)壓板改造之后，我廠目前已完全解決相鄰機(jī)組主變送電時(shí)導(dǎo)致6kV電機(jī)跳閘事件的發(fā)生。

5 總結(jié)

我廠主變壓器在送電過程時(shí)由于勵磁涌流的存在，往往使相鄰機(jī)組主變壓器產(chǎn)生和應(yīng)涌流，導(dǎo)致相鄰機(jī)組6kV電機(jī)三相不平衡保護(hù)誤動跳閘。文本通過電機(jī)跳閘保護(hù)信息和錄波信息分析了6kV電機(jī)跳閘根本原因?yàn)殡娏魅嗖黄胶獗Ｗo(hù)誤動。另外，我廠通過修改定值，加裝勵磁涌流抑制器，加裝三相不平衡保護(hù)退出壓板等措施，從根本上解決了因勵磁涌流導(dǎo)致的6kV廠用電機(jī)跳閘這個(gè)棘手問題，最終提高了我廠機(jī)組的運(yùn)行可靠性。

由于我廠還未并網(wǎng)發(fā)電，主變壓器所帶負(fù)荷只有部分廠用設(shè)備，并未滿功率帶載運(yùn)行。根據(jù)文獻(xiàn)資料，主變壓器在送電時(shí)，由于勵磁涌流的存在，經(jīng)常會使相鄰機(jī)組主變壓器因差動保護(hù)，瓦斯保護(hù)誤動作跳閘，這個(gè)問題在后續(xù)工作中需重點(diǎn)關(guān)注。

【參考文獻(xiàn)】

[1]方大千.電機(jī)維修使用技術(shù)手冊[M].機(jī)械工業(yè)出版社，2012，9.

[2]束洪春.變壓器和應(yīng)涌流分析[J].電力自動化設(shè)備，2006，10.

[責(zé)任編輯：許麗]