變壓器差動保護誤動原因及防范措施的探討

【摘 要】本文簡單介紹了變壓器差動保護的原理，總結及分析了運行中變壓器差動保護誤動的常見原因，提出具體有效的防范措施。

【關鍵詞】差動保護；誤動；試驗；運行維護；防誤動

0.引言

變壓器作為電能傳遞元件在電力系統中有著重要的地位。差動保護是變壓器的主保護，它對變壓器安全運行起著重要的作用，其誤動會電網的運行造成重大危害，防止變壓器差動保護誤動對電網的安全運行有重大意義。

由于安裝出現接線錯誤、調試工作沒到位及裝置的內部控制字的整定錯誤等原因使差動保護誤動時有發生。現針對常見的誤動原因分析如下。

2.1內部控制字的整定錯誤造成的誤動

筆者所在的單位就曾發生由該原因引起的誤動?，F對事故的過程及原因分析進行詳細介紹。

2.1.1事故過程及初步檢查結果

2006年9月某日，220kV恩平站220kV圣恩線BC相接地故障，線路保護動作，跳圣恩線兩側開關。同時，1號主變A柜差動保護動作，跳三側開關。對1號主變外觀檢查及各項測試正常無故障，初步判斷保護是在區外故障時誤動作。經批準1號主變投入運行（A柜差動保護退出）后進行帶負荷測六角圖，發現主變CT極性及變比正確，同時A柜保護有0.04～0.2A的差流，經調查分析，發現保護內部設置錯誤。對主變保護設置進行了更正，經過試驗主變差動保護動作正確。

2.1.2 傳統電磁式變壓器差動保護與數字式變壓器差動保護電流相位校正原理

（1）傳統式變壓器差動保護電流相位校正原理。

三繞組變壓器通常采用YN，yno，d11的接線方式，因此其高（中）壓側與低壓側的電流的相位差為30°，二次電流由于相位不同，會產生差電流。為了消除差流，在電磁式繼電保護中，采用將變壓器星型側的電流互感器接成三角形，而將變壓器三角形側的電流互感器接成星型，即可把二次電流的相位校正過來。

（2）數字式變壓器差動保護電流相位校正原理。

從上三式可以看出軟件相位補償的作用就是將Y側各相二次電流相位向超前方向移30°，而幅值保持不變，通過相位補償后起到相位校正的作用。

2.1.3差動保護誤動原因分析

變壓器誤動后，根據現場微機變壓器保護A柜動作時刻采樣值報告，故障電流0.2～0.4A，但保護裝置顯示的差流最大為4.2A，兩者不吻合。

檢查發現控制字定值中，接線方式設為常規接線方式（即一次為YN，yno，d11，二次為△/△/Y），實際接線方式為非常規接線方式（即一次為YN，yno，d11，二次為全Y型）。由上述數字型的變壓器差動保護相位校正原理分析可知，由于控制字設置錯誤，造成保護裝置未對非常規接線二次電流進行相位進行校正，令二次電流相位相差30°，由此產生了差流。

2.2電流互感器極性接錯及二次電流回路相別接錯產生的誤動

差動保護要求變壓器各側電流均以從母線流向變壓器為正方向，即電流互感器一、二次繞組的正極性端均置于母線側。

2.3電流互感器二次回路斷線誤動

二次線安裝質量較差。差動保護電流回路二次線在電流端子、設備端子處接觸不良，造成電流互感器二次回路斷線，當閉鎖功能退因故失效時，造成差動保護誤動。

3.防范措施

針對以上三方面原因產生的誤動，可通過試驗及運行維護方面采取措施進行防止。

3.1試驗防誤動方法

3.1.1用極性試驗法判斷互感器及電纜接線是否正確防誤動

用極性試驗法在電流互感器的一次接線端依次施加瞬間電池電流，在保護屏相應電流端子上依次觀察電流表偏轉方向即可判斷電流互感器及從電流互感器至保護屏的電纜接線是否正確。

3.1.2用試驗儀從保護屏端子排加電流，檢查保護屏內及保護單元的接線正確性

變壓器的差動保護電流互感器接線，傳統的電磁型差動保護變壓器繞組接成星形，相應電流互感器接成角形； 變壓器繞組接成角形，相應電流互感器接成星形。但現在的微機差動保護簡化了接線各側均為星形即可，這樣對一般Y，D11接線的變壓器高壓側電流超前低壓側150°，接線系數為 ，這些差異由計算機來處理，最后差電流為零。

3.1.3帶負荷測試防誤動

（1）看電流相序，檢查二次電流回路相別是否正確。

正確接線下，各側電流都是正序：A相超前B相，B相超前C相，C相超前A相。

（2）看兩（或三）側同名相電流相位，檢查差動保護電流回路極性組合的正確性。

這里要將兩種接線分別對待，一種是將變壓器Y型側CT二次繞組接成△，另一種是變壓器各側CT二次繞組都接成Y型。對于前一種接線，其兩側二次電流相位應相差180°，而對于后一種接線，其兩側二次電流相位相差角度與變壓器接線方式有關。比如一臺變壓器為Y-△11接線，其高壓側二次電流應超前低壓側150°。若兩側同名相電流相位差不滿足上述要求：對于前一種接線兩側二次電流相位差為0°，對于后一種接線兩側二次電流相差為30°，則是某一側CT極性接反。

（3）看差流大小，檢查整定值的正確性。

如果變壓器差流不大于勵磁電流產生的差流值，則該臺變壓器整定值正確；否則，可分以下兩種情況：

a.變壓器實際分接頭位置和計算分接頭位置不一致。根據實際分接頭位置對應的額定電壓，重新計算變壓器各側額定二次電流，將計算出的各側平衡系數輸入差動保護裝置，再次測量差流，如果差流滿足要求，則說明差流偏大是由分接頭位置和計算分接頭位置不一致引起，變壓器整定值仍正確。

b.微機差動保護裝置內部控制字整定錯誤。如果實際中電流互感器二次側全接成Y形的方式，而控制字卻整定選擇為 形的方式，那么勢必會產生差流。那可根據電流互感器二次側的實際接線方式更改控制字則可消除。

3.2通過運行管理防止誤動

建立定期巡視檢查制度。定期查看并記錄差動保護裝置的差流，如果發現差流異常增大時，應立即進行檢查、試驗、分析處理。定期巡視檢查差動保護的電流回路，檢查電流互感器運行是否正常，檢查電流回路的接線及各端子是否松動或氧化，如果發現問題應立即進行處理以防止CT斷線而引起的誤動。

4.結論

差動保護是變壓器的主保護，其誤動會對設備及電網的安全運行造成重大影響。因此，研究防止變壓器差動保護誤動對電網的安全運行有重要意義。 [科]

【參考文獻】

[1]韓璽.LFP900微機變壓器差動保護原理及實驗方法的討論.新疆電力技術，2009，2.

[2]芮志浩，王蜂.WBZ-500H微機變壓器保護裝置技術說明書及使用說明書，2004，4.