35kV變電站主變差動保護動作的分析與處理

張樹磊

摘要：本文通過對上海大屯能源股份有限公司姚橋煤礦東風井35KV變電站變壓器差動保護動作報告的分析，從中找出故障所在，并在較為詳盡的分析基礎上作出正確的處理措施。

關鍵詞：變壓器差動保護；誤動作； CT繞組；飽和；分析

Abstract: Based on the analysis on the Dongfeng Coal Mine Shanghai Datun Energy Resources Co. Yaoqiao well 35KV substation transformer differential protection action report, find out the fault lies, and make a more detailed analysis on the basis of the correct measures to deal with.Key words: transformer differential protection; malfunction; CT winding; saturation; analysis

中圖分類號：TM411+.4 文獻標識碼：A 文章編號：

0引言

變壓器的差動保護是變壓器的主保護，是按循環電流原理裝設的，主要用來保護雙繞組或三繞組變壓器繞組內部及其引出線上發生的各種相間短路故障，同時也可以用來保護變壓器單相匝間短路故障，差動保護在正常運行和外部故障時不應該動作。

姚橋煤礦東風井35KV變電站自投運以來，發生2次由于外部故障導致#1、2主變差動保護動作的情況，嚴重威脅著煤礦供電安全。

原因分析

該變電站#1、2主變的接線組別均為Y/△-11，容量為3.15KVA，Ie1為1.73A，Ie2為2.88A，高壓側CT變比為150/5，低壓側CT變比為500/5。

通過調取微機保護故障報告，數據分析：

1.1 1#主變

查看“故障錄波數據”，波形如下：

圖1

圖2

從波形上看，應該是穿越性故障，可能是6kV出線故障，低壓側電流的波形很正常，但高壓側電流的波形在故障發生時波形出現了嚴重的畸變。

從差動保護的計算上分析，將高壓側電流（Y/△-11相位校正）與對應的低壓側電流（歸算到高壓側的電流）二者進行比對如下：

圖3

圖4

圖5

因裝置要求變壓器各側的差動電流互感器均為Y形接線，并要求各側均按同極性接入，即各側電流均以指向變壓器為正方向。實際的差動電流為求取的高低兩側電流的合值， 在差動CT接線正確的情況下，對Y/Y/△-11接線而言，與二者應當在幅值上相近、在相位上相反。

由上圖可明顯的看出圖中的A、B、C各相的兩波形基本滿足在幅值上相近、在相位上相反，因此可以斷定差動CT的接線沒有問題。差動保護動作的主要原因應該是由于A、B、C三相高壓側電流波形的畸變而產生了差動電流。

由差動電流計算公式得出各采樣點的差動數據，其圖示如下：

圖6

從保護事項記錄中得到故障發生時差動動作電流為：Ida=8.87A、Idb=11.81A、Idc=19.25A。由于差動速斷保護不受二次諧波閉鎖，而C相差動電流值大于差動速斷定值（6），故差動速斷動作跳閘。

1.22#主變

1#主變差動跳閘后，6kV母聯備自投動作，外部故障引起的穿越性電流又流經2#變內部，引起2#變差動速斷動作。分析原理與1#變類似。錄波數據如下：

圖7

圖8

圖9

圖10

圖11

圖12

后臺保護事項歷史記錄中看出：

動作時A相差動電流值大于差動速斷定值（6），故差動速斷動跳閘。

2 結論

如上分析，由于主變高壓側二次電流波形的畸變，使得主變主保護裝置測得的主變高低壓側電流出現不平衡，產生了很大的差動電流，導致主變主保護差動速斷動作跳閘。經查實變壓器高壓側CT分0.5和10P兩個繞組，而差動電流接的是0.5級的繞組，通常0.5級是用來接測量的，10P是用來接保護的，所以導致主變高壓側電流波形發生畸變的原因應該是由于主變高壓側差動CT飽和而引起的。

申請#1、2主變停役，將#1、2主變高壓側CT繞組更換為10P級的保護繞組，并進行了相關的試驗。#1、2主變運行至今，沒有發生過由于外部故障切除，而導致#1、2主變差動保護動作的情況。

在礦區電網中，已發生過多次由于設計、安裝、調試等階段遺留的隱患，造成繼電保護裝置誤動作的事故，嚴重威脅了礦區電網的安全，所以我們要加強以下兩方面的工作：

1、嚴把設計、安裝、調試關。在發、輸、配電工程設計、初設審查、設備選型、安裝、調試、運行維護、預防性試驗等階段實施繼電保護技術監督，在設備質量全過程監督中實行驗收簽字制度。

2、繼電保護是“牽一發，而動全身”的崗位，要加強對繼電保護人員的培訓，繼電保護人員必須學習新保護的原理、性能及運行技術，保證新投產的設備能夠穩定、正常地運行。

參考文獻：

[1] 趙遵廉，王梅義，孫正運，王玉玲，吳曉梅等，《電力系統繼電保護典型故障分析》中國版本圖書館CIP數據核字（2001）第10827號[M]。北京：中國電力出版社，2004。

[2]韓笑，趙景峰，邢素娟等，《電網微機保護測試技術》中國版本圖書館CIP數據核字（2005）第010362號[M]。北京：中國水利水電出版社，2005。

[3]山東積成電子股份有限公司，《CAT200系列——變壓器測控保護裝置技術使用說明書》。

注：文章內所有公式及圖表請以PDF形式查看。