1 引言
冷床是軋鋼生產線上主要的工藝設備，冷床運行是否正常直接影響軋鋼生產線的產量和矯直質量。在中厚板生產線上，多采取整流回饋單元帶多個逆變單元，逆變器帶多臺單傳輥道變頻電機來傳輸板坯。整流變壓器所涉及的設備范圍廣，首秦公司軋鋼部1#冷床整流變為冷床輸入輸出及本體所有電機提供動力電源，如果整流變出現故障將影響到整條生產線的正常運行。高壓系統的穩定性決定了生產線的正常運行，所以高壓系統綜合保護裝置也顯得格外重要。
首秦公司軋鋼部10kv系統中，10kv高壓柜為天水長城kfzp-鎧裝柜，綜保裝置為煙臺東方電子df3330三圈變壓器保護裝置，10kv整流變壓器為北京首鋼電機廠生產的變壓器。針對高壓綜保發生差動保護跳閘故障進行討論研究。
2 故障現象
1#冷床整流變差動曾經相當長的一段時間里反復報警（差流越限警告信號在相當長的一段時間里反復發出復歸），綜保中的差動電流經常接近（差動保護）整定值，綜保裝置內的保護繼電器動作（保護裝置瀕臨保護動作邊緣），2007年間斷性造成3次跳閘，造成了整個生產線停產，給企業帶來的影響十分嚴重。專業安排維檢單位檢查相關互感器及其他設備，均未發現有松動和損壞現象。
2008年2月25日晚，1#冷床整流變壓器差動保護功能啟動，再次造成差動跳閘。這次故障所造成軋機改軋回爐多塊，損失非常嚴重，此隱患引起了電氣點檢的高度重視。
3 故障分析與排除
針對上述故障情況從兩方面入手進行檢查分析，一方面重新核算此臺變壓器的保護定值，是否有增大差動保護定值可能性，將報警值在保護范圍內提高，另一方面對設備互感器，差動電流和極性等因素進一步核實，查明潛在原因。
3.1 綜保整定值的確認
設計方設計的變壓器高壓綜保整定值可參見表1。
表1 整流變壓器差動保護整定值
從綜保裝置中將1#冷床變頻器整流變壓器(差動)導出保護定值參數表如表2。
表2 保護定值參數導出表
從表1與表2的參數對比中可以看出，設計的差動電流是1.55a，綜保裝置中調取的差動電流數據也是1.55a，從而確定在調試高壓綜保系統過程中，未出現整定值輸入錯誤的可能性。
高壓綜保后臺機可以查找當時高壓柜跳閘的記錄，調查當時保護動作歷史記錄如下表3。
表3 保護動作的歷史記錄表
從表3中的部分記錄中可以直觀的看出當時a相和c相差動電流都大于1.55a (整定值參數表1中可見差動電流設定值為1.55a) 造成差動保護啟動跳閘。
3.2 綜保整定值的計算
1#冷床整流變壓器型號為s9-4850kva/10kv三圈變壓器，如圖1所示，其中10kv高壓側h為△接，400v中壓側m為△接2000kva，400v低壓側l為y接2850kva。
圖1 1#冷床整流三圈變壓器示意圖
綜保裝置選用三圈變壓器差動保護器df3330，差動保護原理見圖2。根據圖示計算綜保整定值中的平衡系數見下列公式：
圖2 差動保護原理圖
（1）平衡系數=（nx·th）/（nh·nt·tx）
式中：
nx—中壓側或低壓側或第四側ct變比；
nh—高壓側ct變比；
nt—變壓器變比；
th—高壓側繞組接線系數，變壓器繞組y形時為
，δ形時為1；
tx—中壓側或低壓側或第四側繞組接線系數，變壓器繞組y形時為，δ形時為1。
其中中壓側和低壓側的ct變比為5000/5；高壓側ct變比500/5；變壓器變比10/0.4；th高壓側為角接，接線系數為1；tx中壓側為角接，接線系數為1；tx低壓側為y接，接線系數為；
根據公式可以算出低壓側l的平衡系數為：kpl1=(5000/5*1)/((500/5)*(10/0.4)*1)=0.4
中壓側m的平衡系數為kpl2=(5000/5*1)/((500/5)*(10/0.4)*)=0.23
以上所算出的平衡系數與設計方設計的綜保整定值kpl2=0.7相差非常大，經過多方驗證，平衡系數kpl2的確應為0.23而不是設計方所給的0.7。根據公式中的特點，仔細研究發現kpl2公式中最初設計方在計算綜保整定值時錯誤的把把除以計算為乘以，使得綜保整定值的平衡系數變成0.7，平衡系數增大了近3倍，此平衡系數是造成差動電流變大的很重要的因素。
在綜保裝置上將此平衡系數由0.7更改為0.23后，差動電流值明顯減少，差動保護報警不再出現。
3.3 差動互感器的影響
變壓器正常運行過程中，檢查差動電流id在0.07~0.16a之間，從理論上講，變壓器帶動小負荷，差動電流一般不大于0.1a，雖然差動故障不再報警，但是感覺仍存在問題。
為了能夠徹底解決問題，再次詳細查看故障電流記錄，iha代表高壓側電流，ima代表中壓側電流，根據變壓器，高壓側聯結方式為三角形，中壓側聯結方式也為三角形，低壓側ila連接方式為y形，電流的相位角應該是，iha與ima相差180°，iha與ila相差150°。這樣才是符合運行條件。
后臺機中找到df3300系列故障追憶功能，將最后一個故障記錄信息在綜保裝置上直接調取到后臺機上，將變壓器的高壓側和中壓側三相電流曲線進行對比，如圖3所示。
圖3 高壓側與中壓側電流曲線示意圖
從電流曲線中可以發現，iha與ima電流相位差0°而不是180°，所以斷定高壓側與低壓側的電流互感器的接線極性有問題，如果負載增大，還是很有可能造成差動故障。更改前電流互感器的接線示意圖見圖4，安裝施工時，a相、b相及c相中的1、3、5連接到ima、imb、imc，2、4、6中性點連結在一起，此接法錯誤，需要按照圖5的接法將ct極性更改，從而改善差動電流的大小。
圖4 更改前的互感器接線示意圖
圖5 更改后的ct接線示意圖
經過ct極性的更改，當變壓器帶載運行時，差動電流值為0.07a左右，屬正常范圍。自此，1#冷床整流變壓器的差動保護報警故障徹底解決，一年內設備運行中沒有再次發生差動報警故障。
4 結束語
在此次故障分析與處理過程中，總結了相關參數計算的原理，同時經過深入研究，發現了一些事故隱患，將設計的保護定值進行了修正，另外對變壓器的ct極性線路進行更改，運行結果表明此次改造效果非常好。
作者簡介
孫 偉 男 電氣工程師，從事高低壓電氣及自動化等領域的應用與維護。
孫金柱 男 電氣工程師，從事高低壓電氣及自動化等領域的應用與維護。
參考文獻(略)
：鞏經理
：13915946763
：南京塞姆泵業有限公司
