论文部分内容阅读
摘要：变压器在合闸瞬间会产生很大的励磁涌流，而涌流中含有数值很大的高次谐波分量（主要是二次和三次谐波），相对于励磁涌流，一般的短路故障电流所含的高次谐波的占比却很小。为防止励磁涌流过大导致合闸时误动，大型的变压器都配置有差动保护，而差动保护也要经过二次谐波制动的闭锁，以此来判别是涌流还是故障。而对于容量较小的10kV干式变，一般只配置了比较简单的线路保护，主要以过流保护为主，缺少了判别励磁涌流的依据。因此，干式变送电时，由于励磁涌流过大，偶尔会导致出线断路器跳闸。由于数据中心干式变众多，若是定值整定不当，很难及时恢复供电。本文将从实用的角度出发，重点分析如何设置定值，既能保证保护的灵敏性，又能躲开励磁涌流，及时恢复供电。
关键词：干式变压器;励磁涌流;保护装置
引言：励磁涌流是在变压器送电时随机产生的，很容易和故障电流混淆，为避免送电时合闸不成功，可以暂时将时间定值延长，躲开励磁涌流。但是，假如发生严重短路故障，持续时间越长对设备越不利，因此在送电完成后，再将时间定值改为0，保证设备真正发生故障时，能迅速跳闸切除故障。
1.励磁涌流产生的原因
如图1所示，为磁通量与电压关系图。
图1.磁通量与电压关系图：
通过实际调查发现，励磁涌流的大小与合闸时系统电压的初相角有关。当初相角为0时励磁涌流最小，初相角为π2时励磁涌流最大，间接证明了励磁涌流导致的跳闸具有随机性。
2.励磁涌流和时间的关系
下面將以中国联通德清云数据中心某台10kV干式变因励磁涌流过大导致的跳闸为例，来分析涌流大小和时间的关系。2018年Χ月Χ日某干式变送电，开关合上后又立刻跳开，经检查变压器并无异常，通过上级变电站的故障录波分析波形，也无短路的迹象。从保护装置上读取的报文如图表2所示：
图表2.报文：
之后又将跳闸时的波形导出，并截取波形，如图3所示。
图3.波形图：
通过以上图表可以看出，开关合闸的瞬间励磁涌流迅速达到最大值，之后也迅速衰减，直到开关跳开，电流的统计数据如图表4所示（以C相为例）。
图表4.统计结果：
该10kV干式变的保护定值为过流Ⅰ段（720A，0S），过流Ⅲ段（200A，0.4S），对照报文、波形及统计结果，不难发现开关合闸的一瞬间励磁涌流立刻达到过流Ⅰ段的定值，使保护装置动作[1]。大约21ms后，电流下降到410A，过流Ⅰ段动作返回，到80ms开关跳开，涌流消失。由于机房内变压器都是一个型号，用该方法分析了其它因励磁涌流导致保护装置动作的现象，具有相似的结果。由此可以看出，励磁涌流具有迅速增大又迅速减小的特点，且持续时间大约在50ms内。
3.调整定值使保护装置避免误动
如何避免保护误动，假如将过流Ⅰ段的定值调整到880A以上，是否就可以避免了呢？答案是否定的。因为励磁涌流的大小和合闸初相角有着紧密联系，前面已经论证过，本次合闸的瞬间初相角也许接近于0，但是假如下次合闸初相角刚好为0，那么产生的励磁涌流必然会>880A，因此调整电流定值的大小并不是最佳方案。最好的办法是调整时间的整定值，由于机房内几乎所有的变压器励磁涌流持续的时间不超过50ms，因此可以将时间定值设置为0.05S，以躲开涌流>720A持续的时间。修改时间定值后，给变压器试送了几次，都没有发生再次跳闸的现象[2]。
结论：
简而言之，数据中心一般都是给客户提供服务器存放业务的重要场所，对供电的可靠性有很高的要求，同时它也有耗电量大等特点。因此，一般的数据中心会安装众多的10kV干式变，这样既能满足供电的可靠性，又能提供足够的用电容量。考虑到经济性和实用性，许多干式变一般只配置了线路保护，如果定值整定不当，变压器在合闸瞬间产生的励磁涌流会导致断路器跳闸。文章针对励磁涌流对线路保护的影响，在保证设备安全运行的前提下，提出了保护整定所采取的措施。
参考文献：
[1]张新美.大型变压器励磁涌流及其继电保护解决方法[J].中国科技纵横，2016（20）：166+168.
[2]许波，刘彦文，李明.变压器励磁涌流的危害及防治措施[J].吉林电力，2019（01）：52-54.
关键词：干式变压器;励磁涌流;保护装置
引言：励磁涌流是在变压器送电时随机产生的，很容易和故障电流混淆，为避免送电时合闸不成功，可以暂时将时间定值延长，躲开励磁涌流。但是，假如发生严重短路故障，持续时间越长对设备越不利，因此在送电完成后，再将时间定值改为0，保证设备真正发生故障时，能迅速跳闸切除故障。
1.励磁涌流产生的原因
如图1所示，为磁通量与电压关系图。
图1.磁通量与电压关系图：
通过实际调查发现，励磁涌流的大小与合闸时系统电压的初相角有关。当初相角为0时励磁涌流最小，初相角为π2时励磁涌流最大，间接证明了励磁涌流导致的跳闸具有随机性。
2.励磁涌流和时间的关系
下面將以中国联通德清云数据中心某台10kV干式变因励磁涌流过大导致的跳闸为例，来分析涌流大小和时间的关系。2018年Χ月Χ日某干式变送电，开关合上后又立刻跳开，经检查变压器并无异常，通过上级变电站的故障录波分析波形，也无短路的迹象。从保护装置上读取的报文如图表2所示：
图表2.报文：
之后又将跳闸时的波形导出，并截取波形，如图3所示。
图3.波形图：
通过以上图表可以看出，开关合闸的瞬间励磁涌流迅速达到最大值，之后也迅速衰减，直到开关跳开，电流的统计数据如图表4所示（以C相为例）。
图表4.统计结果：
该10kV干式变的保护定值为过流Ⅰ段（720A，0S），过流Ⅲ段（200A，0.4S），对照报文、波形及统计结果，不难发现开关合闸的一瞬间励磁涌流立刻达到过流Ⅰ段的定值，使保护装置动作[1]。大约21ms后，电流下降到410A，过流Ⅰ段动作返回，到80ms开关跳开，涌流消失。由于机房内变压器都是一个型号，用该方法分析了其它因励磁涌流导致保护装置动作的现象，具有相似的结果。由此可以看出，励磁涌流具有迅速增大又迅速减小的特点，且持续时间大约在50ms内。
3.调整定值使保护装置避免误动
如何避免保护误动，假如将过流Ⅰ段的定值调整到880A以上，是否就可以避免了呢？答案是否定的。因为励磁涌流的大小和合闸初相角有着紧密联系，前面已经论证过，本次合闸的瞬间初相角也许接近于0，但是假如下次合闸初相角刚好为0，那么产生的励磁涌流必然会>880A，因此调整电流定值的大小并不是最佳方案。最好的办法是调整时间的整定值，由于机房内几乎所有的变压器励磁涌流持续的时间不超过50ms，因此可以将时间定值设置为0.05S，以躲开涌流>720A持续的时间。修改时间定值后，给变压器试送了几次，都没有发生再次跳闸的现象[2]。
结论：
简而言之，数据中心一般都是给客户提供服务器存放业务的重要场所，对供电的可靠性有很高的要求，同时它也有耗电量大等特点。因此，一般的数据中心会安装众多的10kV干式变，这样既能满足供电的可靠性，又能提供足够的用电容量。考虑到经济性和实用性，许多干式变一般只配置了线路保护，如果定值整定不当，变压器在合闸瞬间产生的励磁涌流会导致断路器跳闸。文章针对励磁涌流对线路保护的影响，在保证设备安全运行的前提下，提出了保护整定所采取的措施。
参考文献：
[1]张新美.大型变压器励磁涌流及其继电保护解决方法[J].中国科技纵横，2016（20）：166+168.
[2]许波，刘彦文，李明.变压器励磁涌流的危害及防治措施[J].吉林电力，2019（01）：52-54.