检修期间,发现备用厂用变压器有重大缺陷,决定甩开发电机,临时由主变压器从电网受电带工作厂用变压器T1,将备用变压器停下,一次接线见图a。从220KV电网受电前未合QS0,合闸时QF三项严重不同期,电容传递过电压使主变压器低压侧多处绝缘击穿,差动保护动作跳闸。
2)过电压发生时的等值回路见图b,主变压器低压侧出现的过电压为:U2=C12×U0/(C12+3CE)式中U0----由于断路器三相不同期,主变压器高压侧对地出现的零序电压,见图c,A相先接通时U0=UA=UP=220KV/√3=127KV,B、C相先接通时, ù0 =(ùB+ ùC)/2=0.5×220KV /√3=64KV
C12----主变压器高低压绕组之间的耦合电容,实测结果C12=13200PF;
3CE----主变压器低压系统对地电容,实测结果3CE=2400PF; 3)通过计算可知,此次事故低压侧过电压U2分别为107KV(QF一相先接通)及54KV (QF两相先接通),相当于低压侧对地额定相电压(10KV /√3 )的18.6倍及9.3倍。
此次操作,如将QS0合上主变压器中性点接地,事故就可避免。 QS0合上后,相当于将C12及3CE短接,ù0无法向主变压器低压侧传递,起到了保护作用。 失步工频过电压发生的实例
Q~ ~ (a) UUUNùN UùUN UùN2.73UP UN UùN? UUUUùNN ùUùUN NUù
δ=0°
ù
ù
δ=150° δ=180° δ=210°
δ=360°
1)某发电厂,发电机变压器组(发电机容量20MW)解列前,主变压器中性点未接地,QS0为合上,一次接线见图(a)。
在拉开断路器QF时,只断开了B、C相,A相机构有问题未断开。于是,解列后的发电机电压相量UA、UB、UC以角速度△ω=2
π△f ( △f为电网与解列发电机的频率差 ),以T=1/ △f 为周期,向对电网电压相量ùA、ùB、 ùC旋转,如图(b)所示。
两系统电压相位周期性的变化,造成QF相间、对地、断口之间,以及主变压器中性点N对地,出现严重的失步工频过电压。
在下述相位角&下,过电压最严重:δ=150°,C相对地电压达2.73UP;δ=180°, BBCB之间电压可达3UP;
同时主变压器中性点N对地电压达2UP;δ=210°, B相对地电压达2.73UP;
通过以上实例可以看出,失步工频过电压作用时间长,特别对中
、 CC断口之间电压可达2√3UP ,BC、
性点分级绝缘的变压器、中性点避雷器,有极大危害,并造成避雷器爆炸,对人身安全也构成威胁。如果在解列机组前,将主变压器中性点接地( QS0为合上),在相同情况下——断路器一相未断开,此时发电机与电网处于单相并列运行,电气上仍保持在同步( △ω=0)状态,就不会出现这种失步工频过电压。对故障可采取紧急措施处理:先恢复该断路器QF三相对称运行,用母联断路器将其切除。 ? 停电时切断电感电流引起的操作过电压
切除空载变压器将产生截流过电压,其值为 u=i0*√L/C
式中i0为被迫切断的变压器空载电流的瞬时 值
L为变压器绕组的电感 C为变压器绕组的对地电容 切换变压器中性点接地刀闸如何操作
变压器中性点接地刀闸的切换原则是保证电网不失去接地点,即采用先合后拉的操作方法:(1)合上备用接地点刀闸;(2)拉开工作
U0 T1 K WB1 WB2
T2 ~ T3 0 接地点刀闸;(3)将零序保护切换到中性点接地的变压器上去;(4)并考虑变压器间隙保护与中性点接地刀闸的操作原则,即合中性点之前退出间隙过流保护,拉开中性点之后投入间隙过流保护。
为什么要求先合后拉,如图所示,如果站内失去接地点后,发生单相接地故障时,中性点电压将等于故障点的零序电压,引起变压器过电压。 变压器操作规定
变压器充电前,应将全部保护投入跳闸位臵,先合母线侧刀闸,再合变压器侧刀闸,由保护健全侧开关充电后,合上负荷侧开关。停电时顺序相反。
规程规定设备不允许无保护运行,需要注意的是一定要在合刀闸前投入保护,有人认为只要合开关前投保护就行,这种观点是错误的。万一开关误在合位,带负荷合刀闸了,保护投入就可以动作将开关跳开,保护没投,就只能靠相邻设备的后备保护动作,不能快速切除故障。
拉合刀闸的顺序考虑原则是一旦发生带负荷拉合刀闸造成弧光短路,引起保护动作跳闸的危害最小。有些站低压侧先合变压器侧,再合母线侧刀闸,认为变压器侧为电源侧,但这样是错误的,因为变压器侧刀闸在变压器差动保护范围内,而母线侧刀闸为主变低后备保护保护范围内,开关在合位时,切除故障慢,危及人身、设备安全。还有就是刀闸操作顺序问题,规程里并没有规定主变三侧刀闸操作顺序,只有开关顺序,所以各站应根据本站设备分布及开关断口电容电流大
小等实际情况确定顺序,尽量少走冤枉路以及刀闸拉合的电容电流不宜太大。
从主电源侧充电的优点:可以取得后备保护,主电源侧保护能作为主变的后备;用负荷侧充电,变压器有故障会造成另一台主变通过故障电流。
两台变压器并列倒负荷时,必须高压侧并列。在高压侧并列的前提下,才能进行低压侧的并列操作,也就是将变压器并列运行,要满足并列运行的几个条件:变比相等,阻抗电压相等,接线组别相同。如果高压侧没并列,将低压侧并列,有可能通过其他站的变压器并在一起,形成电磁环网。电磁环网的主要危害:在负荷较大情况下,一旦高压侧的线路跳闸,所有的负荷会转移到低压线路或变压器上,容易引起导线超过热稳定电流或主变过负荷;容易造成系统动稳定破坏,发生系统振荡;参数配合不利的情况下还可能引发谐振过电压。
主变后备保护过流的电压闭锁元件用两侧及以上PT并联接线时,当一侧PT停用时,应解除这一侧PT对保护的开放作用或限制负荷电流。
如果不解除其开放作用,则该保护就变成了纯过流。主变后备保护有零序电压闭锁零序方向过流、复合电压或低电压闭锁过流,其中的电压是如何取得的,要清楚。过流保护加装复合电压或低电压闭锁元件与单纯的过流保护相比,降低了动作电流值,提高了保护的灵敏度,一旦其在运行中电压条件开放,变成纯过流,就很可能在主变过负荷时误动作,所以遇有这种情况要采取措施。不同的保护装臵设臵了不同的压板来达到这种要求。