外部故障切除后主变分侧差动保护误动的分析

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1、电力安全技术第17卷(2015年第12期)外部故障切除后主变分侧差动保护误动的分析邱立伟，李嘉敏，汪运律，吴玉鹏，魏彦勋(中核核电运行管理有限公司，浙江嘉兴314300)[摘要]针对某核电厂外部故障切除后发生主变分侧差动保护误动的事件，分析了CT局部暂态饱和的物理特征及对差动保护的影响，提出了防止主变分侧差动保护误动对策，并通过仿真试验验证了“时差法+虚拟制动”抗CT饱和判据及其他组合措施可有效防止分侧差动保护误动。[关键词]外部故障切除；分侧差动保护；误动0引言去磁作用，但仍难以使CT完全退出饱和，只能使CT在饱和点附近做小范围的波动(见图1)，导致

2、近年来，曾发生多起变压器差动保护在区外故CT二次传变电流有一定的相位偏移。而外部故障障切除时误动的事件。某核电厂在迎峰度夏期间，切除后保护装置的制动电流很小，几乎处于无制动某500kV出线线路单相瞬时接地重合闸过程中发区，差动保护异常灵敏，此时如果一侧CT二次电生主变分侧差动保护误动，造成2号机停机停堆事流有相位偏移而另一侧CT能正确传变，则由于两故。检查一、二次设备均未发现故障点，分析引起侧CT传变特性不一致所产生的很小差动电流就可保护误动的原因是：在500kV线路单相接地故障能引起保护误动。切除过程中分侧差动保护开关站侧CT出现波形畸变，中性点侧C

3、T响应正常，差动电流满足分侧差动保护的动作门槛，从而导致保护误动作。本文对该核电厂外部故障切除过程中分侧差动保护误动现象进行分析，提出一些防止主变压器分Sf}T部I故~障切除[f／／／c?外部侧差动保护误动的对策，并通过实时数字仿真装置I．(RTDS)验证了防范措施的有效性。?’一_1cT局部暂态饱和对差动保护的影响／。／通常，差动保护采用的电流互感器为保护级(P图1cT在各种工况下励磁特性的工作区域级)，其误差只考虑一次电流为稳态电流，不考虑暂态过程中非周期分量的影响。因此，P级电流互2外部故障切除后分侧差动保护误动分析感器在暂态过程中不能保证误差要

4、求；但在实际应用中，故障发生的暂态过程正是需要保护装置准确2008—07一l1T16：31，某开关站某出线线路发响应的时段。在变压器外部故障过程中，工频短路生C相单相接地故障，45ms后线路主保护动作将电流和暂态非周分量会造成CT积累剩磁较大，故故障切除，52ms后该核电厂2号机主变分侧差动障切除恢复成负荷电流后CT将仍工作在饱和点附保护B相误动，2号机停机停堆。该核电厂2号机件的局部磁滞回环中。虽然负荷电流中反向电流有送出电气接线如图2所示。事发后，变压器、充油一一第17卷(2015年第12期)电力安全技术电缆等一次设备均未发现故障点，二次回路及保护

5、比发电机差动保护复杂。在主变空载合闸励磁涌流、装置也未发现绝缘损坏或保护元器件损坏，判定一区外故障切除电压恢复过程中，励磁涌流对不同的次设备正常，保护误动是因为CT传变有畸变。从电流互感器造成的影响并不相同，这是产生CT二故障录波图(见图3)可以看出，开关站侧B相CT次暂态不一致的根源，因而调整定值不能采用与发生较大相移，导致分侧差动保护存在差流，差流发电机差动保护相同的方法。此外，分侧差动保超过保护动作门槛，分侧差动保护误动。需要说明护GIS侧的CT一般随GIS厂自带，而变压器侧的是，这种CT局部暂态饱和产生的相位差并不一的CT则由变压器厂提供，两侧

6、CT的容量、等级定在外部故障切除过程中才出现，在其他情况下也等特性都不尽一致，特别是采用P级互感器的两侧有可能发生，如CT长期在非周期分量的作用下工CT在故障暂态过程中反映一次侧电流的能力有所作点逐步进入饱和区域，两侧出现的差动电流主要不同，可能引起保护误动。因此，应将大容量变压也表现为相位差。分侧差动保护误动的根本原因是器保护用CT改为TPY级，但对部分一次设备改由于CT局部暂态饱和引起的相位偏移。造确实存在困难的，应在两侧CT容量、等级、励磁特性尽量改成一致的基础上为保护装置增加CT边开关CT(三相各1只)中开关CT(三相各1只)抗饱和判据。该核电

7、厂采用许继电气公司时差法与I母II母自适应虚拟制动法配合的抗CT饱和判据措施，并配合保护整定值优化、改造CT等措施，解决了分侧差动保护误动的问题。3．1优化调整定值按整定计算导则，分侧差动保护比率制动系数s一般可取0．2-0．3，该核电厂分侧差动保护改造前取值略高，为0．35。改造时，由于分侧差动保图22号机送出电气接线示意护所用CT为P级，且两侧CT的容量、等级不一致，在暂态条件下曾发生保护误动，现将制动系数S适当提高，取0．5。分侧差动保护动作点轨迹如图4所示。其中，点划线为改造前的制动曲线，其上部为动作区，下部为制动区，制动电流(标幺值，下同)取

8、0．7，动作电流厶。(标幺值，下同)取0．25，制动系数S取0．35}虚线为改造后的制动曲线，