陽 衛(wèi)

（國網(wǎng)四川映秀灣電廠，四川 都江堰 611830）

1 概述

某水電站1號機及1號主變采用發(fā)變組單元接線方式，通過110 kV母線接入四川電網(wǎng)，近區(qū)負荷和部分小水電經(jīng)35 kV母線接入1號主變中壓側(cè)。

主接線及1號主變差動保護（單相）接線簡圖見圖1。

圖1 主接線及1號主變差動保護（單相）接線簡圖

其中，1號主變的技術(shù)參數(shù)見表1。

表1 1號主變技術(shù)參數(shù)

2022年通過技改，1號主變保護裝置采用兩套主后備一體的南自PST-671UT1微機保護裝置。其中，差動保護作為1號主變引出線、套管及內(nèi)部的短路故障主保護，其接線特點如下：

（1）二次接線接入保護裝置時均采用Y形接線；

（2）變壓器高、中、低三側(cè)電流互感器分別以母線側(cè)、變壓器側(cè)位極性端，差動保護電流互感器采用全星形接線；

（3）差動保護由保護軟件自動實現(xiàn)對各側(cè)電流相位和幅值進行調(diào)整和補償，保護啟動電流定值0.5Ie，差流越限告警值由程序固定為0.33×0.5Ie，即0.165Ie。

2 現(xiàn)象描述

2022年4月3日，1號主變保護裝置技改完成，1號主變隨后恢復運行。當時的運行方式是，1號機仍處于檢修狀態(tài)，出口1開關(guān)在分閘狀態(tài)；35 kV母線通過1號主變中壓側(cè)301開關(guān)合閘送電正常。

04：00左右，在運行人員將35 kV近區(qū)線路相繼投入運行后，該小水電站通過35 kV草涼線帶4 MW負荷運行，1號主變2號保護裝置報“差流越限”信號。現(xiàn)場人員檢查發(fā)現(xiàn)，2號保護裝置差動保護三相差流分別為0.458 A、0.470 A、0.469 A，但1號保護裝置內(nèi)三相差流為零，無任何信號。

在此工況下，進一步檢查發(fā)現(xiàn)高、中兩側(cè)的三相電流幅值基本相等，三相相位互差120°，幅值偏差不大于2% ，滿足三相電流對稱性的要求，將中壓側(cè)二次電流折算到高壓側(cè)，與高壓側(cè)二次電流基本相等。具體情況如表2所示：

表2 兩套差動回路各分支二次電流幅值和相位

另外，通過高、中壓兩側(cè)同名相電流的相位差，檢查差動保護電流回路的極性組合情況，發(fā)現(xiàn)兩套保護相角差有明顯不同。檢查結(jié)果如表3所示：

表3 兩套保護高、中兩側(cè)同名相電流相位差

3 分析處理

3.1 原因排除

對于無載調(diào)壓的變壓器，各側(cè)相位幅值不平衡、計算變比與實際變比不一致、電流互感器傳變誤差、勵磁涌流[1]、電流回路多點接地[2]、定值設(shè)置錯誤[3]及保護裝置交流插件采樣值不滿足精度要求[4]等都可能導致差動回路產(chǎn)生不平衡電流，一旦超過整定值，就將導致保護裝置發(fā)出“差流越限”信號，甚至造成差動保護誤動。

造成2號保護發(fā)出“差流越限”信號的原因，顯然不在上列。綜合變壓器差動回路電流對稱性分析，也可以排除負荷不對稱、負荷波動大、CT變比接錯、存在電流寄生回路等原因[5]。

3.2 相量圖分析

設(shè)高壓側(cè)電流二次回路的三相電流分別是I1a、I1b、I1c，中壓側(cè)電流二次回路的三相電流分別是I2a、I2b、I2c。

對于YN yn0 d11聯(lián)結(jié)組別的三繞組變壓器，由于三相電流以全星形和正極性的方式接入，正常情況下高、中壓兩側(cè)二次電流幅值分別相等，相位關(guān)系以高壓側(cè)A相為基準，高壓側(cè)二次電流超前中壓側(cè)的對應(yīng)二次電流180°，經(jīng)過幅值補償后，流入三相差動回路的電流為零，如表2所示的1號保護，其相量關(guān)系如圖1所示。

對比圖2分析，發(fā)現(xiàn)當變壓器中壓側(cè)二次回路的三相電流相序接反時，高壓側(cè)二次電流對應(yīng)中壓側(cè)的二次電流相位關(guān)系就由超前180°變成了滯后60°，和表3中2號保護的情況一樣，其相量關(guān)系如圖3所示。

圖2 正常運行時高壓側(cè)和中壓側(cè)二次電流相位關(guān)系

圖3 中壓側(cè)相序接反時高壓側(cè)和中壓側(cè)二次電流相位關(guān)系

如圖3，以A相為例，當變壓器中壓側(cè)的相序接反時，A相差流為：

式中：I1a—高壓側(cè)二次電流，A；

I2a—中壓側(cè)二次電流，A。

同理，可以計算出B、C相差流值分別為0.469 A和0.470 A，計算值與2號保護裝置實時顯示的差流值基本一致。

3.3 處理措施

（1）退出1號主變2號保護差動保護功能壓板；

（2）在301開關(guān)柜二次室將2號保護差動回路的A-B-C-N內(nèi)側(cè)端子短路，退出內(nèi)外側(cè)三相電流端子間連接片，將其外側(cè)接線按A-B-C的正序重新接入接線端子；

（3）投入2號保護差動回路的三相電流內(nèi)外側(cè)端子間連接片，拆除短接內(nèi)側(cè)A-B-C-N端子的三相短路試驗線；

（4）檢查2號保護差動回路差流正常，檢查2號保護高、中壓兩側(cè)同名相電流的相位，確定差動保護電流回路極性組合的正確性；

（5）投入2號保護的差動保護功能壓板。

4 防范措施

因電流互感器極性接反導致的變壓器差動保護“差流越限”故障比較多，由于相序接反造成“差流越限”的情況則比較少見。像本例這樣一套保護正常，另一套保護不正常的情況則更為少見，暴露出在現(xiàn)場施工安裝調(diào)試工作中存在著不少問題需要亟待改進和提高，如標準化作業(yè)要求、現(xiàn)場“防三誤”措施、安裝調(diào)試人員的責任心和細致性等。

為防止今后發(fā)生類似的不安全現(xiàn)象，應(yīng)著重做好下面幾方面的工作：

（1）二次回路的工作中應(yīng)加強防誤接線的技術(shù)措施，大修技改更是防控重點，還應(yīng)強化作業(yè)現(xiàn)場的全過程管控和安裝工作的工序管理，嚴格按照端子排圖接線，安裝完成后應(yīng)經(jīng)2人復核接線正確，調(diào)試過程中應(yīng)嚴格按照標準化作業(yè)指導書要求逐項測試。

（2）新安裝保護裝置投運應(yīng)嚴格按DL/T 995《繼電保護和電網(wǎng)安全自動裝置檢驗規(guī)程》的相關(guān)規(guī)定應(yīng)用一次電流及工作電壓加以檢驗和判定。對于電流差動保護，應(yīng)在一次設(shè)備運行正常且載有一定負荷后，由試驗人員利用負荷電流測試相位和差電流，確定差動保護的整定、接線正確[5]。

（3）在保護調(diào)試和檢驗時，要嚴格按照保護裝置說明書的要求，開展變壓器差動回路“差流平衡校驗”，通過測試儀模擬與運行狀態(tài)一致的負荷，檢查變壓器差動保護電流回路接線和整定值的正確性。

（4）必須高度重視變壓器投運后的帶負荷測試工作，作為保證差動保護正常運行的最后一道防線，通過帶負荷測試，可以進一步檢查和判定變壓器差動電流回路接線的正確性和完整性，同時也可能及時發(fā)現(xiàn)并解決一些隱藏的問題。

（5）施工安裝、檢驗調(diào)試人員應(yīng)掌握保護裝置的基本原理、二次回路的原理接線圖及保護裝置的接線要求，保證實際接線與設(shè)計圖紙、保護裝置對接線要求相一致，特別是接線時發(fā)生疑問必須向設(shè)計人員詢問清楚。

（6）應(yīng)保證施工安裝和檢驗調(diào)試現(xiàn)場有足夠的作業(yè)人員和充足的技術(shù)力量，作業(yè)人員應(yīng)熟悉保護裝置及其相關(guān)二次回路，工作中嚴格遵守安全技術(shù)規(guī)程，對自己在工作中的行為負責，互相關(guān)心工作安全，加強圖實相符管理，強化繼電保護的全過程管理和技術(shù)監(jiān)督工作，進一步細化設(shè)計、施工、調(diào)試、驗收等工作程序和質(zhì)量標準，使新設(shè)備投入和工程改造中的各項工作有章可循。

5 結(jié)語

差動保護是變壓器的主保護，直接關(guān)系到變壓器和電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行，因此工作中必須高度重視差動保護的施工作業(yè)和檢驗調(diào)試。本例通過對一起電流互感器二次接線相序錯誤引起變壓器差流越限故障的分析和處理，說明在二次工作中開展標準化作業(yè)和加強現(xiàn)場管理的重要性。