一起35kV主變差動保護誤動作原因的分析

趙桂娟

(山西晉煤集團供電分公司 山西 晉城 048006)

一起35kV主變差動保護誤動作原因的分析

趙桂娟

(山西晉煤集團供電分公司 山西 晉城 048006)

本文通過對一起35KV主變差動保護動作原因查找和分析，發現了定值不合理的問題，通過重新整定計算，保證了電網穩定運行。

主變;差動保護;定值;整定

1 引言

電力變壓器是電力系統中十分重要的供電元件，它的故障將對供電可靠性和系統的正常工作帶來嚴重的影響。同時大容量的電力變壓器也是十分貴重的元件，因此必須根據變壓器的容量和重要程度考慮安裝性能良好、工作可靠的繼電保護裝置。

根據國家電力調度通訊中心和中國電力科學院的《全國繼電保護與安全自動裝置運行情況統計分析》，在1995～2001年期間，變壓器縱差保護共動作1464次，其中誤動作或拒動作449次，動作正確率只有69.3%，其保護正確動作率遠低于發電機保護和220～500kV線路保護。誤動作和拒動作的原因除了運行(整定、調試)、安裝、制造質量等方面外，還有若干理論問題有待解決。本文就一起因定值整定不合理造成的主變差動保護誤動作的事故進行分析，從而說明定值整定計算的重要性。

2 事故經過

2.1 站內變壓器及保護配置情況

晉煤(集團)王臺35kV變電站使用兩臺由中電電氣集團江蘇中電輸配電設備有限公司生產的型號為SFZ11-16000/35的變壓器，保護裝置采用南京南自機電自動化有限公司生產的PDS-720系列數字式變壓器保護測控裝置，差動元件的比率制動特性曲線采用兩段折線式。

2.2 天氣情況

保護動作時刮風下雨。

2.3 后臺報文

14:09:44 I#電容器C608相對時間0ms低電壓啟動

14:09:18 I#電容器C608相對時間501ms低電壓動作u=0.023438

14:10:18 I#主變比率差動相對時間1ms 差流突變量啟動；比率差動B相動作，差動電流Icd=1.968，制動電流Izd=2.939，二次諧波制動電流I*0.343750，1#主變差動動作，兩側開關跳閘。

3 原因分析

3.1 故障錄波分析

1#主變壓器差動保護動作錄波圖如圖1所示。錄波圖分析為：A、B、C三相均出現差動電流，B相幅值較大。相對時間9ms時，高、低側繼電器啟動；相對時間25ms時，高、低側開關執行跳閘，相對時間62ms時，高、低側開關完成跳閘。相對時間103ms時，跳閘結束繼電器返回。

圖1 1#主變壓器比率差動保護動作錄波圖

3.2 故障檢修

1#主變跳閘后，現場人員積極查找跳閘原因。運行人員將1#變壓器由熱備用狀態轉為了檢修狀態，試驗人員對1#變壓器本體及有載調壓部分的變壓器油進行取樣試驗，對差動保護裝置進行保護性能測試，并組織人員對定值進行重新核對性計算。

3.2.1 保護裝置性能測試情況

試驗人員從1#主變壓器差動保護裝置電流回路端子排處，由各側各相分別加入試驗電流，以檢查差動保護裝置動作情況，同時查看錄波圖形。現場發現，由35kV側和6kV側的A、B、C三相加入差動保護動作整定試驗電流，差動保護都能正確動作，并都有與試驗電流值相符的電流正弦波形顯示。因此，根據試驗判斷：1#主變壓器差動保護裝置正常。

3.2.2 主變油樣試驗情況

檢修人員現場對1#主變壓器本體及有載調壓部分變壓器油進行采樣，送檢試驗中心進行油樣試驗及絕緣油溶解氣含量色譜分析，試驗分析結果如表1～表4所示。

表1 1#主變本體部分油樣試驗報告

表2 1#主變本體部分絕緣油溶解氣含量色譜分析報告

表3 2#主變本體部分油樣試驗報告

表4 2#主變本體部分絕緣油溶解氣含量色譜分析報告

從試驗報告數據可以看出，1#主變油樣試驗項目及絕緣油溶解氣含量色譜分析項目全部滿足國家標準，絕緣油正常。由此，可以排除1#主變壓器內部故障。

3.2.3 差動保護定值的核定情況

(1)基本側的確定

選擇二次電流較大的一側為計算的基本側。

表5 計算基本側確定表

由表5可以看出，低壓側的二次額定電流小于高壓側的二次額定電流，故應選取高壓側為基本側。

(2)計算差動速斷電流

差動速斷保護可以快速切除嚴重內部故障，防止由于電流互感器飽和引起的差動保護延時動作。其整定值應躲過變壓器最大勵磁涌流和外部故障時的最大不平衡電流。

ISDDZ=K×Ie

一般可取K=6～10，對于小型變壓器取較大值，大型變壓器取較小值。

站內主變容量為16000kVA，取K=8。

ISDDZ=K×Ie=8×4.39=35.12A≈35A

差動速斷電流一次值為:35.12×(300/5)=2107A

(3)計算差動啟動電流

差動啟動定值外差動保護最小動作電流值，應按躲過變壓器額定負荷時的最大不平衡電流整定。在工程使用整定計算中可選取ICDQD=(0.4～0.8)Ie，一般可取ICDQD=0.5Ie。

ICDQD=(0.4～0.8)Ie=0.5Ie=0.5×4.39≈2.20A

差動啟動電流一次值為:2.20×(300/5)=132A

(4)計算起始制動電流(拐點)

Izddz≤1.0×Ie=1.0×4.39=4.39A

起始制動電流一次值為:4.39×(300/5)=263.9A

(5)計算比率差動制動系數(制動曲線斜率)

KZD≥KK(KTX×FLH+ΔU+ΔN)

KK:可靠系數，取1.2～2。

KTX:電流互感器同型系數，取1。

KLH:電流互感器誤差，取0.1。

ΔU:有載調壓引起的誤差，取有載調壓范圍的一半；故取3×2.5%=0.075。

ΔN:其他誤差，取0.05。

KZD≥KK(KTX×FLH+ΔU+ΔN)=2(1×0.1+0.075+0.05)=0.36

(6)計算差流越限定值

差流越限元件需要躲過變壓器正常運行時的不平衡電流，包括電流互感器的誤差、調壓造成的誤差及系統中其他誤差。由于該元件經延時報警，在工程應用中差流越限定值一般可以整定為0.2倍額定電流。

ICLYX=0.2×4.39≈0.88A 差流越限電流一次值為：0.88×(300/5)=52.80A

(7)計算二次諧波制動系數

差動保護中二次諧波制動比表示差電流中的二次諧波分量與基波分量的比值。變壓器勵磁涌流中的二次諧波含量同系統中的多種因素有關，在工程應用中二次諧波制動比一般可以整定位15%～20%。

K2XB=15%～20%=18%=0.18

(8)差動保護定值評估

由表6可以看出，原差動啟動電流定值太小，不足以躲過此次動作電流。

表6 1#主變壓器差動保護定值

3.3 故障結論

1#主變壓器差動定值整定過程中，因定值計算人員啟動電流系數選取不合理，引起定值不合理，造成主變比率差動動作，如圖2所示。

圖2 比率差動制動特性圖

從圖中可以看出曲線1為原定值確定的比率差動動作區，曲線2為重新計算后的定值確定的比率差動動作區，曲線2所確定的區域要小于曲線1所確定的區域。由此可以看出，整定計算是繼電保護工作中一項非常重要的內容，正確、合理的進行整定計算才能使系統中的各種保護裝置和諧一起工作，發揮積極作用。

4 結論

近年來，微機保護裝置的應用日益廣泛，但是變壓器主保護的誤動原因仍是多方面的。工程技術人員一定要對定值整定、保護裝置和被保護的電氣設備的性能和特點有著深入了解，并在安裝調試過程中把每一環節工作做細，按照檢驗條例和有關規程規定，積極采取相應措施，是可以提高變壓器差動保護的可靠性的，或者完全可以避免變壓器在運行中差動保護的誤動作。

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[4] 樊平，王永輝.一起220kV主變差動保護誤動分析與處理[J].電力科學與工程，2010(5):74-76.

[5] 何曉章，王偉.一起220kV主變繼電保護誤動原因分析[J].電力科學與工程，2010(6):71-73.

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[6] DL/T722-2000 變壓器油中溶解氣體分析和判斷導則[S].

Analysis on the Malfunction of Differential Protection of 35kV Main Transformer

ZHAO Gui-juan

(Shanxi Jincheng Anthracite Mining Group,Power Supply Company,Jincheng 048006,China)

Based on the analysis of a 35kV main transformer differential protection action,it is found that the problem of unreasonable set value is found,and the stable operation of the power grid is ensured by re-setting calculation.

main transformer;transformer differential protection;setting

1004-289X(2017)01-0085-04

TM41

B

2016-11-11

趙桂娟(1980.09-)，女，河北河間人，工學學士，工程師，從事變電運行管理工作。