微機(jī)變壓器差動(dòng)保護(hù)裝置與調(diào)試方法探討

摘要：電力變壓器是變電站的主要電氣設(shè)備，能夠保證電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性。變壓器的差動(dòng)保護(hù)所起到的作用十分重要，調(diào)試過程或裝置上若有一絲錯(cuò)誤，都會(huì)使整個(gè)電力系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性遭受嚴(yán)重影響。文章分析了變壓器差動(dòng)保護(hù)裝置的主要原理、引起接線錯(cuò)誤的緣由，并提出了注意事項(xiàng)，確保其調(diào)試方法的可操作性和規(guī)范性。

關(guān)鍵詞：電力變壓器；差動(dòng)保護(hù)裝置；調(diào)試方法；變電站；電氣設(shè)備；電力系統(tǒng) 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號：TM403 文章編號：1009-2374（2015）29-0076-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.29.038

變壓器對于電力系統(tǒng)而言非常重要，而作為該電力系統(tǒng)的關(guān)鍵元件的差動(dòng)保護(hù)裝置能夠保證其正常穩(wěn)定運(yùn)行，對于快速切除變壓器內(nèi)部及其套管引線發(fā)生的故障發(fā)揮重要作用。差動(dòng)保護(hù)有著許多優(yōu)點(diǎn)和有利優(yōu)勢，它靈敏度較高、選擇性好，因此也成為了電動(dòng)機(jī)、變壓器、母線以及短線路等元件的主保護(hù)。在工程技術(shù)應(yīng)用上，不用的變壓器差動(dòng)保護(hù)裝置的計(jì)算方法是有出入的。依據(jù)筆者的工作經(jīng)驗(yàn)，本文首先概述其相關(guān)的工作原理，接著闡述其在工程應(yīng)用方面的主要接線方式以及關(guān)于差動(dòng)保護(hù)的計(jì)算方法，并一一列舉了關(guān)于主變差動(dòng)保護(hù)的影響因素及其對應(yīng)的解決方法，最后講述了不同的差動(dòng)保護(hù)裝置的各自的調(diào)試方法，希望能為實(shí)際中的實(shí)務(wù)操作提供一定的參考價(jià)值和借鑒意義。

1 變壓器差動(dòng)保護(hù)裝置工作原理概述

科學(xué)技術(shù)的日新月異促使了電力系統(tǒng)應(yīng)用中的變壓器差動(dòng)保護(hù)裝置不斷擴(kuò)大自身的范圍。它在保護(hù)動(dòng)作特性以及實(shí)時(shí)性方面有著無可比擬的優(yōu)點(diǎn)和長處，如裝置靈活程度高、可靠程度極高、功能齊全度高、結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、維護(hù)和運(yùn)行技術(shù)可靠性高等。

通常情況下，在兩卷變壓器的環(huán)境中，變壓器差動(dòng)保護(hù)裝置的工作原理如下所述：在變壓器正常運(yùn)行的過程中，流經(jīng)兩側(cè)的電流屬于穿越性電流，當(dāng)?shù)蛪簜?cè)區(qū)出現(xiàn)意外情況的時(shí)候也同樣如此。但是相關(guān)調(diào)查顯示，該電流的方向與流經(jīng)差動(dòng)保護(hù)裝置的二次電流并不相同，在方向上截然相反。依照計(jì)算方法；ICD=

|IAH+IAL|，IZD=（|IAH|+|IAL|）/2（即“微機(jī)變壓器”差動(dòng)保護(hù)“差動(dòng)電流”和“制動(dòng)電流”的計(jì)算方法），可以得知差動(dòng)保護(hù)裝置的電流大小以及電流的種類、特點(diǎn)。根據(jù)對相關(guān)現(xiàn)象的分析和觀察我們可以了解到，差動(dòng)保護(hù)裝置在制動(dòng)區(qū)有可能不發(fā)生動(dòng)作。一旦變壓器內(nèi)部出現(xiàn)問題的時(shí)候，那么流經(jīng)差動(dòng)保護(hù)裝置的二次電流AH將會(huì)與IAL之間的方向產(chǎn)生較大的變化，促使保護(hù)裝置在電流大小上發(fā)生相應(yīng)的變化，保護(hù)裝置所承受和感應(yīng)到電流強(qiáng)度將會(huì)得到相應(yīng)的強(qiáng)化和提升，以此來達(dá)到相應(yīng)的效果。通常情況下，變壓器兩側(cè)電流大小和對位的關(guān)系就是差動(dòng)保護(hù)裝置的主要原理，這是我們長期研究和觀察的結(jié)果，也在現(xiàn)實(shí)中得到了廣泛的應(yīng)用。具體的工作原理主要如下：大多數(shù)情況下，外部的故障電流以及其他電流都會(huì)由于制動(dòng)作用的形成而被保護(hù)在制動(dòng)中。一旦內(nèi)部發(fā)生意外情況或出現(xiàn)突發(fā)問題，那么就會(huì)造成電流短時(shí)間內(nèi)的失衡現(xiàn)象，但是在動(dòng)作區(qū)內(nèi)，由于受到相應(yīng)的保護(hù)作用，當(dāng)出現(xiàn)意外情況和問題的時(shí)候，借助于動(dòng)作跳閘就能夠避免相應(yīng)故障的影響，起到一定保護(hù)影響。

2 變壓器差動(dòng)保護(hù)裝置容易出現(xiàn)的問題

2.1 差動(dòng)保護(hù)裝置的主要影響因素

大多數(shù)情況下，接地短路等問題都屬于變電器油箱內(nèi)部故障的范疇，而相間短路等問題則是油箱過負(fù)荷故障常的見情形。變壓器的常見故障則包括短路、過電壓、過電流、過勵(lì)磁及油箱升壓和冷卻故障等。此外，以下問題也是非常重要的：差動(dòng)保護(hù)定值的計(jì)算；差動(dòng)保護(hù)定值的設(shè)定以及調(diào)試等相關(guān)要素都會(huì)對整體的運(yùn)行效果造成重要的影響和干擾。此外，對于接線方式等相關(guān)工作也應(yīng)給予高度的重視跟關(guān)注。另外，對于“兩側(cè)的電流互感器選取標(biāo)準(zhǔn)存在出入導(dǎo)致的差動(dòng)回路里易產(chǎn)生不平衡的電流”“變壓器兩側(cè)不同的電流相位導(dǎo)致的差動(dòng)回路和電流不平衡”等問題也是十分重要的。以上所列舉的這些問題在進(jìn)行調(diào)試的時(shí)候出現(xiàn)的幾率和可能性極高，一旦出現(xiàn)這些問題，將對變壓器的正常運(yùn)作，甚至是電力系統(tǒng)的安全與穩(wěn)定，都會(huì)產(chǎn)生非常大的影響。因此，我們要確保變壓器調(diào)試的正常進(jìn)行，保證調(diào)試的效果，嚴(yán)格按照相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范進(jìn)行，確保其性能和安全系數(shù)能夠達(dá)到相應(yīng)的要求，這是因?yàn)樽儔浩鞑顒?dòng)保護(hù)裝置與電力系統(tǒng)的良好運(yùn)行狀態(tài)息息相關(guān)。

2.2 變壓器差動(dòng)保護(hù)裝置調(diào)試解決方法

目前的相關(guān)調(diào)試工作中所出現(xiàn)的問題，包括電流不平衡等，由于技術(shù)革新水平?jīng)]有趕得上進(jìn)度，而不能完全依靠技術(shù)來消除，只有其中一部分能夠使用“二次諧波制動(dòng)”或者是“放大差速定值”來解決。“移相的方式”是當(dāng)前較為常用的解決方法，具有較為廣泛的應(yīng)用范圍，通過對這種方式的應(yīng)用能夠在很大程度上促進(jìn)變壓器差動(dòng)保護(hù)裝置的平衡，促進(jìn)預(yù)期目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，減少意外情況的發(fā)生。

2.3 變壓器差動(dòng)保護(hù)裝置整定數(shù)值計(jì)算

大多數(shù)情況下，差動(dòng)元件各側(cè)之間的電流系數(shù)平衡需要經(jīng)過若干計(jì)算步驟來得出，具體如下：外部短路狀態(tài)下的電流反相關(guān)系需要得到一定保障，而相位的校正則能夠很好地起到這一作用。此外，由于變壓器各側(cè)CT不同而引起的“各側(cè)電流的差異”，也需要得到有效的解決，為了能夠保證差動(dòng)保護(hù)器在出現(xiàn)外部故障的時(shí)候不會(huì)受到不必要的干擾和影響，我們應(yīng)當(dāng)采用幅值的方法來實(shí)現(xiàn)校正。通過這種方法進(jìn)行校正的另一好處還在于，在此類校正的過程中能夠計(jì)算出電流平衡、二次額定電流等相關(guān)系數(shù)。在完成了各項(xiàng)系數(shù)的確定后，能夠在很大程度上保證變壓器差動(dòng)保護(hù)裝置在調(diào)試過程中線路連接的正確性，進(jìn)而提升差動(dòng)保護(hù)裝置的運(yùn)行性能，為差動(dòng)保護(hù)裝置的安全可靠運(yùn)行提供應(yīng)有保障。

3 變壓器差動(dòng)保護(hù)裝置的調(diào)試工作

3.1 準(zhǔn)備工作

應(yīng)對整個(gè)電廠的改造情況進(jìn)行詳細(xì)全面的調(diào)查，對于變壓器差動(dòng)保護(hù)裝置的型號進(jìn)行確切的了解，專業(yè)調(diào)試人員應(yīng)在設(shè)備投入使用前負(fù)責(zé)好外部環(huán)境的清理工作，為變壓器差動(dòng)保護(hù)裝置的調(diào)試運(yùn)行創(chuàng)造良好的外部環(huán)境。在進(jìn)行調(diào)試之前，相關(guān)的專業(yè)人員應(yīng)當(dāng)做好相應(yīng)的準(zhǔn)備工作，諸如資料和數(shù)據(jù)的記錄整理、熟悉圖紙以及各項(xiàng)細(xì)節(jié)性工作等。這些準(zhǔn)備工作直接影響到調(diào)試環(huán)節(jié)的成敗，不能忽視以上工作的重要性，因?yàn)樗耐瓿沙潭葲Q定了后期裝置調(diào)試過程中出現(xiàn)的盲點(diǎn)都能被很好地控制，也跟后期定值的測驗(yàn)和確定息息相關(guān)。

3.2 保護(hù)裝置功能測試

前期準(zhǔn)備工作完成之后應(yīng)測試保護(hù)裝置功能，詳細(xì)的步驟和流程如下：其一，確定保護(hù)裝置的接線方式，對其實(shí)際的接線方式進(jìn)行詳細(xì)和認(rèn)真的校驗(yàn)，將保護(hù)定值輸入后將相同的高/低壓側(cè)相電流也加在相應(yīng)端子上；其二，要開始著手交流量的精度實(shí)驗(yàn)，在此過程中應(yīng)當(dāng)注重對高壓側(cè)電流與低壓側(cè)電流進(jìn)行取樣工作，保證測試結(jié)果的科學(xué)性，為了可以使高低壓側(cè)電流數(shù)值被調(diào)整到最佳位置，我們還要做好相應(yīng)的定值與側(cè)值設(shè)定工作，認(rèn)真進(jìn)行精度系數(shù)的調(diào)整；其三，進(jìn)入到了保護(hù)裝置速斷保護(hù)功能的校驗(yàn)流程。在進(jìn)行速斷保護(hù)功能的校驗(yàn)過程中，我們必須要保證保護(hù)裝置可以達(dá)到“立即動(dòng)作于跳閘”的效果；其四，需要確定CT的極性。為此，我們可以采用“直流法”來進(jìn)行檢測，確定CT的極性；其五，接線。接下來則要進(jìn)入到具體的接線操作，之前的各項(xiàng)步驟已經(jīng)確定了接線的方式，所以我們就需要遵循前文所述進(jìn)行相應(yīng)的接線處理，并確定接線和極性的正確性和無誤性。該裝置的正式投入使用是建立在這一系列安裝和檢測工作的基礎(chǔ)上的。

3.3 調(diào)試過程中應(yīng)當(dāng)注意的問題

下面將談?wù)勗谶M(jìn)行變壓器差動(dòng)保護(hù)裝置調(diào)試過程中的一些值得高度重視和注意的問題，因?yàn)榕既坏拇中幕虿恢?jǐn)慎所造成的錯(cuò)誤，會(huì)對動(dòng)保護(hù)裝置效果的發(fā)揮和變壓器的正常工作產(chǎn)生影響：必須要對保護(hù)裝置的接線方式進(jìn)行平衡系數(shù)的計(jì)算；接線方式一定要保持正確；一定要懷著認(rèn)真細(xì)致的態(tài)度對CT極性進(jìn)行檢測，不僅要確保加極性和減極性，還要對是否是同極性進(jìn)行確認(rèn)；對于電力回路的接線方式的正確性必須細(xì)致地核實(shí)，以做到確保裝置接線正確、定值設(shè)置正確；使用設(shè)備之前，最好開展對保護(hù)裝置的回路、接線的狀態(tài)的檢測工作，確定不存在無開路現(xiàn)象，確保一切工作已經(jīng)準(zhǔn)備就緒才能將設(shè)備投入使用。

4 結(jié)語

變壓器差動(dòng)保護(hù)裝置的調(diào)試和安裝應(yīng)當(dāng)被予以高度的重視和關(guān)注，因?yàn)樽儔浩鲗﹄娏ο到y(tǒng)安全運(yùn)行起著至關(guān)重要的作用。為了保障變壓器工作的安全程度與穩(wěn)定程度，差動(dòng)裝置的調(diào)試和安裝的正確性和細(xì)致性不容忽視。同時(shí)，變壓器差動(dòng)保護(hù)裝置調(diào)試存在的電流、定值、接線等因素也應(yīng)受到嚴(yán)格的把關(guān)和監(jiān)控。只有這樣，才能使變壓器運(yùn)作起來，才能使整個(gè)電力系統(tǒng)的安全運(yùn)作具有最大化的保障。

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作者簡介：張振華（1984-），男，廣東河源人，廣東省輸變電工程公司助理工程師，研究方向：變電安裝工程施工與調(diào)試。

（責(zé)任編輯：秦遜玉）