变压器励磁涌流引起高压同步电动机差动误动作的原因分析及对策

吴奇

（湘潭钢铁集团有限公司动力厂，湖南湘潭 411101）

1 设备概况

变压器励磁涌流，是由于铁芯的磁饱和产生的。励磁涌流通常在接通电源1/4周期后开始产生，幅度最大值可能超过变压器额定电流的几倍甚至几十倍，持续时间较长，从数十个电源周期直至数十秒不等。同时变压器励磁涌流有以下2个特点：

（1）波形呈现尖顶形状，含有相当成分的非周期分量和高次谐波分量，其中高次谐波以二次和三次（或直流分量）为主，随着时间推移，二次谐波含量可能超过基波分量的一半以上。

（2）励磁涌流幅值与变压器空载投入的电压初相角相关。电压过零点投入时励磁涌流幅值最大。

湘钢动力厂2号电动风机的轴流压缩机型号为AV80-15，由曼（MAN）公司生产；高压同步电机型号1DZ2052-8AE02-Z，由西门子公司生产。

其一次主接线如图1所示，上级电源来自同一母线，该35 kV母线上有其他35 kV变压器负载，主电机的电源经过变压器T2后减压至10 kV。T1与T2变压器容量均为5×104kVA。该高压同步电机功率33 MW，额定电压10 kV，额定电流2079 A，辅助最大励磁电压AC 201 V，辅助最大励磁电流103 A。

图1 高炉风机主接线图

2 电机差动保护原理和定值设置

电机的差动保护特性，如图2所示，图中纵坐标Iop为动作电流，横坐标Ires为制动电流，KDres为比率制动斜率，ID，st为差动启动电流，It为差动特性拐点电流，比率差动保护能保证外部短路不动作，内部故障有较高的灵敏性。

图2 电动风机纵差保护动作曲线

差动保护的设置，通常比率制动差动的保护最小动作电流应躲过正常运行时差动回路的不平衡电流，ID,st一般取0.2～0.4倍额定二次电流；……