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　　變壓器剩磁對發(fā)變組突加電壓保護的影響及對策孫飛田麗華2，司秉千3（1.遼寧清河發(fā)電有限責任公司，遼寧鐵嶺112000；2.吉林省電力有限公司培訓中心，長春130021；3.華北電力大學，北京102206）跳機的現(xiàn)象，利用現(xiàn)場機組錄波器記錄數(shù)據(jù)及波形圖。分散控制系統(tǒng)（DCS）采集數(shù)據(jù)及趨勢圖，并結合變壓器原理。突加電壓保護原理分析，采用在機組升壓至額定后緩慢降壓至零的方法去磁，經過3次反復升壓降壓的過程，查看機組DCS采集三相電流的變化趨勢，由大值687A降至85A，達到去磁效果通過分析及試驗，在測試變壓器直流電阻后，機組升壓過程中發(fā)現(xiàn)三相電流很大時，采用降壓去磁的方法后，再進行機組并列。

　　保護裝置整定值測試變壓器繞組直流電阻是變壓器預防性試驗中不可缺少的項目由于此項試驗需在變壓器繞組施加直流電壓，這樣在變壓器鐵心中將會產生剩磁如不采取去磁處理，會對發(fā)變組保護的正常運行帶來影響遼寧清河發(fā)電公司9號發(fā)電機組在進行變壓器的春檢預試項目后，在發(fā)電機升壓過程中突加電壓保護動作，機組停機查看保護動作報告，發(fā)現(xiàn)發(fā)電機定子中性點及出口各組電流互感器二次均測量到電流，且達到保護動作值，但是檢查一、二次設備未發(fā)現(xiàn)問題經過對錄波波形的分析，綜合判斷，發(fā)電機定子出現(xiàn)的這一電流為變壓器剩磁產生的勵磁電流隨即安排機組重新起動，零起手動升壓，緩慢升壓降壓3次后，發(fā)電機定子幾乎無電流，機組并網運行。通過分析變壓器剩磁的產生及剩磁對發(fā)變組保護的影響，并提出對策，經過試驗取得良好效果。

　　1突加電壓保護動作原理及原因分析路器輔助接點；QF為主斷路器輔助接點；I/U為電流轉換模塊；U/U為電壓轉換模塊28.527檢查2套保護動作報告，見表1，這樣根據(jù)保護動作報告計算保護動作阻抗39.450，在整定阻抗內，故達到突加電壓動作條件，保護出口動作，發(fā)電機跳閘表1突加電壓保護動作2套保護動作報告保護動作時間/ms 01機端UV線電壓/V 02機端VW〖線電壓/V03機端WU線電壓/V04機端UV線電流/A05機端VW〖線電流/A06機端WU線電流/A小動作電流0.8A，動作阻抗40在機組啟動升壓至額定電壓后，三相有電流流2變壓器剩磁的產生過，保護裝置計算阻抗達到突加電壓保護動作值，機組將跳閘。保護邏輯框圖見，其中，LK為滅磁斷2. 1變壓器空載合閘時的鐵心特性吉林電力突加電壓保護動作邏輯框圖變壓器在穩(wěn)態(tài)工作情況下，鐵心中的磁通落后于外加電壓90，如果空載合閘時正好在電壓瞬時值等于0時接通，則鐵心中應具有磁通-Om，但由于鐵心中的磁通不能突變，這時將會出現(xiàn)一個非周期分量的磁通，其幅值為+cm，這樣在經過半個周期后，變壓器鐵心中的總磁通將達到m=2（m值；如果在變壓器鐵心中原來還有剩磁通，且其方向?致，則鐵心中總的合成磁通將更大此時鐵心處于高度飽和狀態(tài)，勵磁電流將劇烈增力卩。稱這一電流就是勵磁涌流。這一勵磁電流的大小與合閘瞬間外加電壓的相位，鐵心剩磁的大小和方向，以及鐵心的性質有關，即鐵心剩磁的大小直接關系到變壓器勵磁涌流的特征剩磁的產生：當鐵磁體被磁化到飽和狀態(tài)時，磁疇的磁矩集中到磁場方向；當磁化場減到零時，由于各向異性作用，磁矩將轉移到離磁化場近的易磁化方向，這就產生了剩磁靜態(tài)磁場（直流勵磁）中的剩磁與交變磁場（交流勵磁）中的剩磁不同，交變磁場除有磁滯損耗外，還有渦流損耗和其他損耗，在變壓器從系統(tǒng)斷開而言，磁密將逐漸到達平衡狀態(tài)，而直流勵磁產生的剩磁仍存在。

　　22變壓器的勵磁電流特性查看發(fā)變組錄波器錄波圖、發(fā)變組保護動作錄波圖、分散控制系統(tǒng)（DCS）曲線記錄，從錄波波形及數(shù)據(jù)分析，在機端電壓上升過程中機端電流也在上升，在滅磁開關跳閘后，發(fā)電機定子電流衰減很慢發(fā)電機定子電流波形為間斷性波形。一個波形之間的間斷角T為8ms，T2為2ms，波形中含有各種諧波分量，且逐漸衰減，該電流可判斷為勵磁電流性質。

　　因為變壓器正常工作設計在空載特性曲線直線段，并接近鐵心飽和點，所以當有直流磁化磁動勢后，變壓器必然進入空載特性曲線的飽和區(qū)，使電感L變小，感抗kL變小，在相同機端電壓下導致發(fā)電機空載電流增大同時發(fā)電機勵磁調節(jié)器采用自動升壓方式，增大的空載感性電流對轉子磁通正好起去磁作用，要想保持調節(jié)器自動升壓目標值，調節(jié)器必然要輸出高于正常的空載勵磁電壓和電流，故發(fā)生了不正常的勵磁電流和電壓的升高現(xiàn)象從錄波數(shù)據(jù)表中可以發(fā)現(xiàn)發(fā)電機勵磁電流大值已達2.2kA，為額定空載勵磁電流的1.55倍，遠遠超過發(fā)變組空載特性的勵磁電流數(shù)值。從發(fā)變組空載特性曲線可以得到，當機端電壓升到0. 49倍額定電壓（即9.8kV）時，勵磁電流應在0.4倍左右（即568A）上述情況說明，在發(fā)電機空載升壓過程中，發(fā)電機勵磁電流劇烈增加，大大超過發(fā)電機額定空載勵磁電流。

　　2.3變壓器繞組直流電阻測試變壓器繞組直流電阻測試采用L1650型號直吉林電力流電阻測試儀，加直流20A（儀器滿量程為50A）這種儀器工作原理是采用四線制測量法，以提高測量值的準確度，內有一個能產生直流電流的程控恒流源，為紋波系數(shù)小于5的高質量整流直流電源，A/D轉換器構成測量回路的主體中央控制單元通過控制恒流源給外部待測負載施加一個恒定、高精度的電流，然后將所獲得的數(shù)據(jù)（包括測試電壓、當前的測試電流等）進行處理，得到實際電阻值一般來說，直流磁化的磁動勢愈大，剩磁愈嚴重。用直流電阻測試儀測試變壓器直流電阻的測試結果見表2如施加5A電流測試高壓繞組的直流電阻，其直流磁勢是額定電壓下交流磁勢的4倍，產生剩磁將比較嚴重表2變壓器直流電阻測量結果相別試驗溫度/c高壓側低壓側變壓器鐵心中由直流勵磁產生的剩磁，消除剩磁有2種方法：直流法和交流法直流法就是采用正反向通入直流電流，并逐漸減小，縮小鐵心磁滯回環(huán)，達到消除剩磁的目的。交流法就是利用空載試驗，將變壓器高壓中性點接地，升高電壓50額定值，并停留5min，將電壓緩慢降至零，再緩慢升高100額定值，直到完全去磁。判斷完成去磁的方法：一是在電壓上升和下降過程中，同一電壓下的勵磁電流值相同；二是勵磁電流的波形上下對稱，無偶次諧波分量3變壓器去磁的措施3.1采用直流方法去磁在直流電阻測試完成后，變壓器有時會有剩磁，造成不能立即運行的情況出現(xiàn)，在測試完成后，將測試線正負極顛倒，進行一下反向充電，可有效避免上述情況出現(xiàn)具體時間，根據(jù)變壓器容量不同，以及測試電流的大小，靈活掌握3.2采用交流方法去磁在被試變壓器低壓側分別施加50Hz交流電壓，高壓中性點接地，逐漸升高電壓至5（額定電壓并停留5min，將電壓緩緩降至0，再重新緩緩升高電壓至100額定電壓，直至達到完全去磁2000發(fā)電機啟動并再次升壓，此次升壓利用手動方式進行在升壓過程中監(jiān)視發(fā)電機機端電壓、定子電流勵磁電壓、勵磁電流的數(shù)據(jù)變化在機端電壓達到80左右時，定子電流達到687A左右，機端電壓穩(wěn)定后，定子電流逐漸衰減，緩慢降低機端電壓到0再次升壓到80左右，定子電流達到380A，電壓穩(wěn)定后，定子電流逐漸衰減，緩慢降低機端電壓到0第3次升壓到90左右，定子電流達到150A，電壓穩(wěn)定后，定子電流逐漸衰減到85A，達到正常空載勵磁電流（查看歷次發(fā)電機升壓過程中定子電流一般在80~100A），發(fā)電機并網運行。

　　4結論上述試驗驗證了在變壓器進行直流電阻測試后，在變壓器鐵心中將產生剩磁；剩磁的產生在機組升壓過程中導致三相電流突增，機組突加電壓保護動作跳機，這種情況跳機不是故障引起的保護動作。

　　利用機組升壓及降壓的去磁方法，對已經投運的變壓器非常有效變壓器容量越大，產生的剩磁越大，因此，600MW以上機組在主變壓器進行直流電阻測試后，機組啟動升壓過程中應注意監(jiān)視三相電流的大小，如存在較大電流，應進行去磁