造成主變差動保護誤動作原因的探討

謝奎

摘 要：文章對微機型變壓器差動保護動作的原因，從事件的形成以及保護的原理給予了詳細(xì)地分析。對新建的、運行的或設(shè)備更新改造的發(fā)電廠和變電站的變壓器差動保護誤動提出了對策。

關(guān)鍵詞：差動保護；誤動原因；動作特性；電流互感器

電力變壓器是電力系統(tǒng)中最關(guān)鍵的主設(shè)備之一，它承擔(dān)著電壓變換，電能分配和傳輸，并提供電力服務(wù)。因此，變壓器的正常運行是對電力系統(tǒng)安全、可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟運行的重要保證。作為主設(shè)備主保護的微機型縱聯(lián)差動（簡稱縱差或差動）保護，雖然經(jīng)過不斷的改進，但是還存在一些誤動作的情況，這將造成變壓器的非正常停運，影響電力系統(tǒng)的發(fā)供電，甚至是造成系統(tǒng)振蕩，對電力系統(tǒng)發(fā)供電的穩(wěn)定運行是很不利的。因此對新建或設(shè)備更新改造的發(fā)電廠和變電站的變壓器差動保護誤動原因進行分析，并提出了防止變壓器差動誤動的對策。

1 變壓器差動保護

差動保護是利用基爾霍夫電流定理工作的，當(dāng)變壓器正常工作或區(qū)外故障時，將其看作理想變壓器，則流入變壓器的電流和流出電流（折算后的電流）相等，差動繼電器不動作。當(dāng)變壓器內(nèi)部故障時，兩側(cè)（或三側(cè)）向故障點流入短路電流，差動保護感受到的二次電流和的正比于故障點電流，差動繼電器動作。差動保護是變壓器的主保護之一，主要是為了防御變壓器繞組、引出線和套管的多相短路，中性點直接接地電網(wǎng)側(cè)繞組和引出線的接地短路，以及繞組匝間短路，縱差保護應(yīng)符合下列要求：⑴應(yīng)能躲過勵磁涌流和外部短路產(chǎn)生的不平衡電流；⑵應(yīng)在變壓器過勵磁時不誤動；⑶差動保護范圍應(yīng)包括變壓器套管及其引出線。

2 主變壓器差動保護誤動作有以下幾種原因

2.1 CT二次回路未短接造成開路運行

造成電流互感器二次回路短接不好的原因其中有：施工人員在短接過程中，短接不緊松動，接觸不良，導(dǎo)致運行中因為負(fù)荷增大而使CT回路發(fā)熱而使CT回路開路；在二次短接過程中不熟悉廠家說明書，造成短接錯誤，如220kV CT的每個繞組設(shè)置有3個引出端子（1S1、1S2、1S3），其中1S2端子在互感器內(nèi)部不接線，為空端子，而安裝人員在設(shè)備安裝接線時，未熟悉設(shè)備說明書，短接錯誤，使CT開路運行，造成故障。

2.2 電流互感器變比錯誤

電流互感器在安裝前要經(jīng)過校驗，以保證TA變比及特性的正確性，在接線過程中嚴(yán)格按圖紙要求施工，施工人員在工作中要仔細(xì)。但往往在施工工期緊張的情況下，調(diào)試人員認(rèn)為廠家在出廠前已進行了校驗，忽略了該過程，致使安裝的TA變比出現(xiàn)錯誤，或在選擇TA變比時，接錯TA抽頭，而使主變保護流入與流出負(fù)荷不一致，而導(dǎo)致差流增大而誤動差動保護。因此，CT在進入投入使用前，必須進行嚴(yán)格校驗。

2.3 電流互感器極性不一致導(dǎo)致誤動作

我們可以從電磁感應(yīng)知道，電流互感器是具有極性的，也就是說一次與二次應(yīng)為同名端，變壓器差動回路電流互感器的同名端指向母線側(cè)還是指向變壓器，將對差動電流的計算結(jié)果正確與否有直接影響，過去的CT極性沒有統(tǒng)一的要求，最近幾年，南網(wǎng)中的變電站CT極性一般為一次P1指向母向，而二次側(cè)的S1應(yīng)為電流回路的A、B、C端，而S2應(yīng)為N端；CT回路相序接反導(dǎo)致誤動作，電力系統(tǒng)要求正常的相序為正序，也就是以A相為基準(zhǔn)，B相應(yīng)超前A相120°，C相應(yīng)滯后A相120°。如果變壓器任意一側(cè)的電流互感器出現(xiàn)相序接錯的情況，就會形成差電流，導(dǎo)致變壓器差動保護誤動作。電流互感器中性線沒有按照一點接地原則接線導(dǎo)致誤動作。差動保護的二次電流回路接地時，包括各側(cè)電流互感器的二次電流回路，必須通過一點可靠接于接地網(wǎng)，因此習(xí)慣性我們把差動組的各側(cè)CT在保護屏處進行并接最后于保護屏接地銅排處進行一點下地，因為同一廠站的接地網(wǎng)各點并非絕對等電位，在不同點之間有一定的電位差，當(dāng)發(fā)生區(qū)外短路故障時，有較大的電流流入接地網(wǎng)，各點之間將會產(chǎn)生較大的電位差。如果差動保護的二次電流回路在接地網(wǎng)的不同點接地，接地網(wǎng)中的不同接地點間的電位差，產(chǎn)生的電流將會流入保護二次回路，這一電流將可能增加差動回路中的不平衡電流，使差動保護誤動作。

2.4 電流互感器的飽和特性變差

當(dāng)外部存在故障時，容易導(dǎo)致主變差動保護誤動作，應(yīng)定期對TA作變比、極性、伏安特性試驗，防止此類事故發(fā)生。保護裝置在現(xiàn)場進行檢修、安裝調(diào)試工作時，應(yīng)對裝置作全面檢查及各種性能測試等工作，避免插件接觸不良，芯片損壞，接線錯誤或電流端子接觸不良等情況。

2.5 加強保護裝置定值核算管理，防止保護誤動

各保護裝置定值的整定可能會存在不同之處，故在整定時不能憑個人經(jīng)驗進行整定，保護定值對保護裝置的運行起著尤為重要的意義。為了提高內(nèi)部嚴(yán)重故障時保護動作的可靠性和動作速度，差動速斷保護不受二次諧波電流閉鎖條件的限制，而是靠電流值避開涌流，快速跳開變壓器各側(cè)的斷路器，切除故障點。差動速斷的定值是按躲過變壓器的勵磁涌流和區(qū)外最大故障電流下引起的不平衡電流值來進行整定的，定值一般?。?～6）Ie。但是在變壓器空載投入和外部故障切除恢復(fù)時，由于變壓器的鐵芯嚴(yán)重飽和，勵磁電流將劇烈增大，這時出現(xiàn)數(shù)值很大的勵磁電流，可達額定電流的6—10倍，這樣，就可能造成主變在空載合閘或外部故障切除恢復(fù)時出現(xiàn)誤跳。如果運行中發(fā)生過誤跳情況，可根據(jù)母線暫態(tài)短路電流的大小，在保證主變中、低壓側(cè)短路時差動速斷能可靠動作的前提下，適當(dāng)增大定值。

3 結(jié)語

以上幾點是差動保護誤動的常見死區(qū)，為了能使電網(wǎng)可靠運行，我們要加強對繼電保護工作的敬業(yè)精神。繼電保護裝置是電力系統(tǒng)的重要組成部分，是保證電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行的重要技術(shù)手段，我們必須嚴(yán)格執(zhí)行各項保護工作技術(shù)要求和反事故措施，確保繼電保護各項工作的正確性，從而保證電力系統(tǒng)設(shè)備和電網(wǎng)安全運行的可靠性。近年來，微機保護裝置的應(yīng)用日益廣泛，但是變壓器主保護的誤動原因仍是多方面的。我們只有在安裝調(diào)試過程中把每一環(huán)節(jié)工作做細(xì)，按照檢驗條例和有關(guān)規(guī)程規(guī)定，嚴(yán)把整組試驗關(guān)，積極采取相應(yīng)措施，是可以提高變壓器差動保護的可靠性的，并且可以避免變壓器在運行中差動保護誤動作事故的發(fā)生。

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