差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)原因分析及解決措施

陳金蘭

摘 要：文章針對(duì)變壓器差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)率較高的現(xiàn)狀，闡述了變壓器差動(dòng)保護(hù)的工作原理和作用，探究了引起變壓器差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)的原因，主要包括以下幾方面：二次回路接線錯(cuò)誤或設(shè)備性能欠佳、區(qū)外故障、電流互感器局部暫態(tài)飽和及和應(yīng)涌流等，并提出了相應(yīng)的解決措施。

關(guān)鍵詞：差動(dòng)保護(hù)；誤動(dòng)；和應(yīng)涌流

中圖分類號(hào)：TM772 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-8937（2014）32-0116-02

變壓器是配電網(wǎng)的重要組成設(shè)備，其運(yùn)行狀態(tài)直接影響著配電網(wǎng)供電的穩(wěn)定性和可靠性，為了確保變壓器安全、可靠的運(yùn)行，通常給變壓器安裝差動(dòng)保護(hù)裝置，目前多數(shù)變壓器都采用縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)為主保護(hù)。然而運(yùn)行時(shí)，差動(dòng)保護(hù)引起的保護(hù)誤動(dòng)時(shí)常出現(xiàn)，據(jù)相關(guān)部門的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，某區(qū)域在2010～2013年，變壓器差動(dòng)保護(hù)共動(dòng)作1 035次，其中誤動(dòng)作有237次，誤動(dòng)率高達(dá)22.9%，部分誤動(dòng)原因沒有查清楚，就允許變壓器繼續(xù)運(yùn)行，給整個(gè)配電網(wǎng)的可靠運(yùn)行造成安全隱患?；诖?，本文對(duì)變壓器差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)問題進(jìn)行了探討。

1 差動(dòng)保護(hù)的基本工作原理及作用

1.1 基本工作原理

變壓器正常運(yùn)行時(shí)，高低兩側(cè)的不平衡電流近似于零，若保護(hù)區(qū)域內(nèi)發(fā)生異?；蛘吖收?，同時(shí)不平衡電流數(shù)值達(dá)到差動(dòng)繼電器動(dòng)作電流時(shí)，保護(hù)裝置開始動(dòng)作，跳開斷路器，切斷故障點(diǎn)。

1.2 保護(hù)作用

差動(dòng)保護(hù)是相對(duì)合理、完善的快速保護(hù)之一，能準(zhǔn)確反映出變壓器繞組的各種短路，例如：相間、匝間及引出線上的相間短路等，避免變壓器內(nèi)部及引出線之間的各種短路導(dǎo)致變壓器損壞的重要作用。

2 差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)的原因分析及解決措施

2.1 二次回路接線錯(cuò)誤或設(shè)備性能欠佳

經(jīng)過多年運(yùn)行統(tǒng)計(jì)可知，引起差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)的一個(gè)原因是二次回路接線錯(cuò)誤或者二次設(shè)備性能欠佳。變壓器差動(dòng)保護(hù)二次接線線路復(fù)雜，通常要進(jìn)行三角形和星形接法的變換，現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試時(shí)工作人員一疏忽就極易將接線弄錯(cuò)，主要表現(xiàn)在以下幾方面：電流互感器極性接反、組別和相別錯(cuò)誤。為了避免上述問題，可加強(qiáng)對(duì)調(diào)試安裝人員進(jìn)行專業(yè)技能培訓(xùn)，提高業(yè)務(wù)水平，在調(diào)試運(yùn)行時(shí)，關(guān)鍵環(huán)節(jié)要重點(diǎn)進(jìn)行檢查。

2.2 區(qū)外故障

通常情況下，變壓器兩側(cè)電壓等級(jí)存在差異，所以差動(dòng)保護(hù)在不同側(cè)所使用的電流互感器的型號(hào)也是不同的。若變壓器發(fā)生區(qū)外短路故障，故障電流遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于正常電流，此時(shí)若一側(cè)電流互感器嚴(yán)重飽和或者兩側(cè)飽和程度不同，就極易產(chǎn)生較大的不平衡電流，從而導(dǎo)致差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)。差動(dòng)保護(hù)二次接線如圖1所示，某次出現(xiàn)區(qū)外短路故障時(shí)各側(cè)電流及差流錄波如圖2、圖3所示，據(jù)圖可知，電流互感器已經(jīng)嚴(yán)重飽和，兩次電流差值很大，出現(xiàn)嚴(yán)重不平衡。

為了避免出現(xiàn)上述問題，可采取以下措施：①在選擇電流互感器時(shí)，盡量選取型號(hào)一致、TPY級(jí)；②對(duì)電流互感器的伏安特性、二次負(fù)載進(jìn)行測(cè)試，并畫出10%的誤差曲線，盡量確保最大短路電流在誤差10%范圍內(nèi)，若超過此數(shù)值，可選擇兩組電流互感器串聯(lián)使用；③在滿足靈敏度的條件下，盡量提高制動(dòng)系數(shù)。

2.3 變壓器空載合閘零序環(huán)流的助增問題

若現(xiàn)場(chǎng)空載合閘，也可能造成誤動(dòng)。對(duì)于如圖4（a）所示的變壓器，在空載合閘時(shí)，由于三相鐵心飽和情況的不平衡，會(huì)導(dǎo)致三角形側(cè)出現(xiàn)環(huán)流，如下圖4（b）所示。

國內(nèi)目前多數(shù)變壓器都采用Y0/Δ-11接法，為了方便接線和使用簡(jiǎn)單，新投運(yùn)的變壓器，對(duì)于電流互感器通常采取統(tǒng)一的Y接線，再通過專業(yè)軟件實(shí)現(xiàn)相位校正。軟件進(jìn)行相位幅值設(shè)置包括兩種方式：其一，相間差動(dòng)原理；其二，相電流差動(dòng)消零序原理。若采取第二個(gè)原理，必須要消除變壓器Y測(cè)的零序電流，否則一旦區(qū)外發(fā)生故障，極易造成差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)。經(jīng)過推到可得下述公式（1）：

根據(jù)式（1）可知，變壓器空載合閘時(shí)，每相差電流及其諧波都是由三相勵(lì)磁電流決定的，若采取分相制動(dòng)就極易導(dǎo)致差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)。因此若變壓器差動(dòng)保護(hù)是由相電流決定的，最好不要采用分相制動(dòng)原理。

2.4 電流互感器局部暫態(tài)飽和

電流互感器暫態(tài)飽和與暫態(tài)不一致兩者在本質(zhì)上是相同的。研究發(fā)現(xiàn)，電流互感器暫態(tài)特性不同而引發(fā)的差電流極易造成區(qū)外故障切除后差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)。變壓器受到外部故障影響時(shí)，電流互感器也由于暫態(tài)特性不同將可能形成差電流，外部故障切除后，差點(diǎn)流也會(huì)消失，這種情況下差動(dòng)保護(hù)表現(xiàn)出如下特征：

①差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作量較大。

②恢復(fù)性涌流二次諧波由于電流互感器差點(diǎn)流的存在降低，此時(shí)根據(jù)二次諧波制動(dòng)的判據(jù)就會(huì)失去效果。

③隨著外部故障的切除，差動(dòng)保護(hù)制動(dòng)量也隨之減小。對(duì)于此種情況，可采取以下措施：在安裝差動(dòng)保護(hù)裝置時(shí)，盡量選擇性能較好的電流互感器，并調(diào)整其負(fù)載確保變壓器兩側(cè)電流互感器的飽和特性一致。

2.5 和應(yīng)涌流

變壓器空載合閘時(shí)，不僅設(shè)備自身會(huì)出現(xiàn)勵(lì)磁涌流，也會(huì)造成和其串聯(lián)或者并聯(lián)的變壓器出現(xiàn)浪涌電流。變壓器合應(yīng)涌流產(chǎn)生系統(tǒng)如圖5（a）所示，變壓器T1、T2分別處于正常和空載合閘狀態(tài)，兩臺(tái)變壓器由于側(cè)電阻耦合進(jìn)而互相影響，此時(shí)T1、T2分別產(chǎn)生的和應(yīng)涌流、勵(lì)磁涌流分別如圖5（b）、（c）所示。合應(yīng)涌流會(huì)造成變壓器暫態(tài)飽和，極大減少了二次諧波的分量，造成二次諧波制動(dòng)式差動(dòng)保護(hù)的誤動(dòng)。

為了盡量避免上述情況的出現(xiàn)，可采取以下措施：

①在符合靈敏度的條件下，保護(hù)動(dòng)作定值進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，這是相對(duì)簡(jiǎn)單有效的一種方法。

②若主變開關(guān)要進(jìn)行空載合閘，盡可能的將相連的其他變壓器連接到其他母線上進(jìn)行啟動(dòng)，減少出現(xiàn)和應(yīng)涌流的機(jī)會(huì)。

③如果條件許可，可將電流互感器換為剩磁系數(shù)較小的設(shè)備，減小在工頻電流、常非周期分量下出現(xiàn)的誤差。

3 結(jié) 語

綜上所述，筆者分析了引起變壓器差動(dòng)保護(hù)的原因，并提出了相應(yīng)的解決措施。只有結(jié)合實(shí)踐，了解差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)的根本原因及保護(hù)原理，才能從本質(zhì)上減少差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)的出現(xiàn)，從而確保配電網(wǎng)的穩(wěn)定、可靠運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)：

[1] 潘毅，鄭永濤，李志猛. 變壓器差動(dòng)動(dòng)作原因分析[J].電工技術(shù)，2010，（7）.

[2] 韋恒.變壓器差動(dòng)保護(hù)勵(lì)磁涌流誤動(dòng)分析及解決方案[J].廣西電力，2012，（3）.

[3] 袁宇波，李德佳，陸于平，等.變壓器和應(yīng)涌流的物理機(jī)理及其對(duì)差動(dòng)保護(hù)的影響[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化，2013，（6）.

[4] 上官帖，諶爭(zhēng)鳴，郭軍燕.和應(yīng)涌流對(duì)變壓器差動(dòng)保護(hù)的影響及對(duì)策[J]..華中電力，2011，（5）.

[5] 劉元秋.變壓器空載合閘和應(yīng)涌流的防范措施[J].農(nóng)村電氣化，2011，（12）.

摘 要：文章針對(duì)變壓器差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)率較高的現(xiàn)狀，闡述了變壓器差動(dòng)保護(hù)的工作原理和作用，探究了引起變壓器差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)的原因，主要包括以下幾方面：二次回路接線錯(cuò)誤或設(shè)備性能欠佳、區(qū)外故障、電流互感器局部暫態(tài)飽和及和應(yīng)涌流等，并提出了相應(yīng)的解決措施。

關(guān)鍵詞：差動(dòng)保護(hù)；誤動(dòng)；和應(yīng)涌流

中圖分類號(hào)：TM772 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-8937（2014）32-0116-02

變壓器是配電網(wǎng)的重要組成設(shè)備，其運(yùn)行狀態(tài)直接影響著配電網(wǎng)供電的穩(wěn)定性和可靠性，為了確保變壓器安全、可靠的運(yùn)行，通常給變壓器安裝差動(dòng)保護(hù)裝置，目前多數(shù)變壓器都采用縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)為主保護(hù)。然而運(yùn)行時(shí)，差動(dòng)保護(hù)引起的保護(hù)誤動(dòng)時(shí)常出現(xiàn)，據(jù)相關(guān)部門的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，某區(qū)域在2010～2013年，變壓器差動(dòng)保護(hù)共動(dòng)作1 035次，其中誤動(dòng)作有237次，誤動(dòng)率高達(dá)22.9%，部分誤動(dòng)原因沒有查清楚，就允許變壓器繼續(xù)運(yùn)行，給整個(gè)配電網(wǎng)的可靠運(yùn)行造成安全隱患?；诖?，本文對(duì)變壓器差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)問題進(jìn)行了探討。

1 差動(dòng)保護(hù)的基本工作原理及作用

1.1 基本工作原理

變壓器正常運(yùn)行時(shí)，高低兩側(cè)的不平衡電流近似于零，若保護(hù)區(qū)域內(nèi)發(fā)生異?；蛘吖收?，同時(shí)不平衡電流數(shù)值達(dá)到差動(dòng)繼電器動(dòng)作電流時(shí)，保護(hù)裝置開始動(dòng)作，跳開斷路器，切斷故障點(diǎn)。

1.2 保護(hù)作用

差動(dòng)保護(hù)是相對(duì)合理、完善的快速保護(hù)之一，能準(zhǔn)確反映出變壓器繞組的各種短路，例如：相間、匝間及引出線上的相間短路等，避免變壓器內(nèi)部及引出線之間的各種短路導(dǎo)致變壓器損壞的重要作用。

2 差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)的原因分析及解決措施

2.1 二次回路接線錯(cuò)誤或設(shè)備性能欠佳

經(jīng)過多年運(yùn)行統(tǒng)計(jì)可知，引起差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)的一個(gè)原因是二次回路接線錯(cuò)誤或者二次設(shè)備性能欠佳。變壓器差動(dòng)保護(hù)二次接線線路復(fù)雜，通常要進(jìn)行三角形和星形接法的變換，現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試時(shí)工作人員一疏忽就極易將接線弄錯(cuò)，主要表現(xiàn)在以下幾方面：電流互感器極性接反、組別和相別錯(cuò)誤。為了避免上述問題，可加強(qiáng)對(duì)調(diào)試安裝人員進(jìn)行專業(yè)技能培訓(xùn)，提高業(yè)務(wù)水平，在調(diào)試運(yùn)行時(shí)，關(guān)鍵環(huán)節(jié)要重點(diǎn)進(jìn)行檢查。

2.2 區(qū)外故障

通常情況下，變壓器兩側(cè)電壓等級(jí)存在差異，所以差動(dòng)保護(hù)在不同側(cè)所使用的電流互感器的型號(hào)也是不同的。若變壓器發(fā)生區(qū)外短路故障，故障電流遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于正常電流，此時(shí)若一側(cè)電流互感器嚴(yán)重飽和或者兩側(cè)飽和程度不同，就極易產(chǎn)生較大的不平衡電流，從而導(dǎo)致差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)。差動(dòng)保護(hù)二次接線如圖1所示，某次出現(xiàn)區(qū)外短路故障時(shí)各側(cè)電流及差流錄波如圖2、圖3所示，據(jù)圖可知，電流互感器已經(jīng)嚴(yán)重飽和，兩次電流差值很大，出現(xiàn)嚴(yán)重不平衡。

為了避免出現(xiàn)上述問題，可采取以下措施：①在選擇電流互感器時(shí)，盡量選取型號(hào)一致、TPY級(jí)；②對(duì)電流互感器的伏安特性、二次負(fù)載進(jìn)行測(cè)試，并畫出10%的誤差曲線，盡量確保最大短路電流在誤差10%范圍內(nèi)，若超過此數(shù)值，可選擇兩組電流互感器串聯(lián)使用；③在滿足靈敏度的條件下，盡量提高制動(dòng)系數(shù)。

2.3 變壓器空載合閘零序環(huán)流的助增問題

若現(xiàn)場(chǎng)空載合閘，也可能造成誤動(dòng)。對(duì)于如圖4（a）所示的變壓器，在空載合閘時(shí)，由于三相鐵心飽和情況的不平衡，會(huì)導(dǎo)致三角形側(cè)出現(xiàn)環(huán)流，如下圖4（b）所示。

國內(nèi)目前多數(shù)變壓器都采用Y0/Δ-11接法，為了方便接線和使用簡(jiǎn)單，新投運(yùn)的變壓器，對(duì)于電流互感器通常采取統(tǒng)一的Y接線，再通過專業(yè)軟件實(shí)現(xiàn)相位校正。軟件進(jìn)行相位幅值設(shè)置包括兩種方式：其一，相間差動(dòng)原理；其二，相電流差動(dòng)消零序原理。若采取第二個(gè)原理，必須要消除變壓器Y測(cè)的零序電流，否則一旦區(qū)外發(fā)生故障，極易造成差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)。經(jīng)過推到可得下述公式（1）：

根據(jù)式（1）可知，變壓器空載合閘時(shí)，每相差電流及其諧波都是由三相勵(lì)磁電流決定的，若采取分相制動(dòng)就極易導(dǎo)致差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)。因此若變壓器差動(dòng)保護(hù)是由相電流決定的，最好不要采用分相制動(dòng)原理。

2.4 電流互感器局部暫態(tài)飽和

電流互感器暫態(tài)飽和與暫態(tài)不一致兩者在本質(zhì)上是相同的。研究發(fā)現(xiàn)，電流互感器暫態(tài)特性不同而引發(fā)的差電流極易造成區(qū)外故障切除后差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)。變壓器受到外部故障影響時(shí)，電流互感器也由于暫態(tài)特性不同將可能形成差電流，外部故障切除后，差點(diǎn)流也會(huì)消失，這種情況下差動(dòng)保護(hù)表現(xiàn)出如下特征：

①差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作量較大。

②恢復(fù)性涌流二次諧波由于電流互感器差點(diǎn)流的存在降低，此時(shí)根據(jù)二次諧波制動(dòng)的判據(jù)就會(huì)失去效果。

③隨著外部故障的切除，差動(dòng)保護(hù)制動(dòng)量也隨之減小。對(duì)于此種情況，可采取以下措施：在安裝差動(dòng)保護(hù)裝置時(shí)，盡量選擇性能較好的電流互感器，并調(diào)整其負(fù)載確保變壓器兩側(cè)電流互感器的飽和特性一致。

2.5 和應(yīng)涌流

變壓器空載合閘時(shí)，不僅設(shè)備自身會(huì)出現(xiàn)勵(lì)磁涌流，也會(huì)造成和其串聯(lián)或者并聯(lián)的變壓器出現(xiàn)浪涌電流。變壓器合應(yīng)涌流產(chǎn)生系統(tǒng)如圖5（a）所示，變壓器T1、T2分別處于正常和空載合閘狀態(tài)，兩臺(tái)變壓器由于側(cè)電阻耦合進(jìn)而互相影響，此時(shí)T1、T2分別產(chǎn)生的和應(yīng)涌流、勵(lì)磁涌流分別如圖5（b）、（c）所示。合應(yīng)涌流會(huì)造成變壓器暫態(tài)飽和，極大減少了二次諧波的分量，造成二次諧波制動(dòng)式差動(dòng)保護(hù)的誤動(dòng)。

為了盡量避免上述情況的出現(xiàn)，可采取以下措施：

①在符合靈敏度的條件下，保護(hù)動(dòng)作定值進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，這是相對(duì)簡(jiǎn)單有效的一種方法。

②若主變開關(guān)要進(jìn)行空載合閘，盡可能的將相連的其他變壓器連接到其他母線上進(jìn)行啟動(dòng)，減少出現(xiàn)和應(yīng)涌流的機(jī)會(huì)。

③如果條件許可，可將電流互感器換為剩磁系數(shù)較小的設(shè)備，減小在工頻電流、常非周期分量下出現(xiàn)的誤差。

3 結(jié) 語

綜上所述，筆者分析了引起變壓器差動(dòng)保護(hù)的原因，并提出了相應(yīng)的解決措施。只有結(jié)合實(shí)踐，了解差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)的根本原因及保護(hù)原理，才能從本質(zhì)上減少差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)的出現(xiàn)，從而確保配電網(wǎng)的穩(wěn)定、可靠運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)：

[1] 潘毅，鄭永濤，李志猛. 變壓器差動(dòng)動(dòng)作原因分析[J].電工技術(shù)，2010，（7）.

[2] 韋恒.變壓器差動(dòng)保護(hù)勵(lì)磁涌流誤動(dòng)分析及解決方案[J].廣西電力，2012，（3）.

[3] 袁宇波，李德佳，陸于平，等.變壓器和應(yīng)涌流的物理機(jī)理及其對(duì)差動(dòng)保護(hù)的影響[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化，2013，（6）.

[4] 上官帖，諶爭(zhēng)鳴，郭軍燕.和應(yīng)涌流對(duì)變壓器差動(dòng)保護(hù)的影響及對(duì)策[J]..華中電力，2011，（5）.

[5] 劉元秋.變壓器空載合閘和應(yīng)涌流的防范措施[J].農(nóng)村電氣化，2011，（12）.

摘 要：文章針對(duì)變壓器差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)率較高的現(xiàn)狀，闡述了變壓器差動(dòng)保護(hù)的工作原理和作用，探究了引起變壓器差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)的原因，主要包括以下幾方面：二次回路接線錯(cuò)誤或設(shè)備性能欠佳、區(qū)外故障、電流互感器局部暫態(tài)飽和及和應(yīng)涌流等，并提出了相應(yīng)的解決措施。

關(guān)鍵詞：差動(dòng)保護(hù)；誤動(dòng)；和應(yīng)涌流

中圖分類號(hào)：TM772 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-8937（2014）32-0116-02

變壓器是配電網(wǎng)的重要組成設(shè)備，其運(yùn)行狀態(tài)直接影響著配電網(wǎng)供電的穩(wěn)定性和可靠性，為了確保變壓器安全、可靠的運(yùn)行，通常給變壓器安裝差動(dòng)保護(hù)裝置，目前多數(shù)變壓器都采用縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)為主保護(hù)。然而運(yùn)行時(shí)，差動(dòng)保護(hù)引起的保護(hù)誤動(dòng)時(shí)常出現(xiàn)，據(jù)相關(guān)部門的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，某區(qū)域在2010～2013年，變壓器差動(dòng)保護(hù)共動(dòng)作1 035次，其中誤動(dòng)作有237次，誤動(dòng)率高達(dá)22.9%，部分誤動(dòng)原因沒有查清楚，就允許變壓器繼續(xù)運(yùn)行，給整個(gè)配電網(wǎng)的可靠運(yùn)行造成安全隱患?；诖?，本文對(duì)變壓器差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)問題進(jìn)行了探討。

1 差動(dòng)保護(hù)的基本工作原理及作用

1.1 基本工作原理

變壓器正常運(yùn)行時(shí)，高低兩側(cè)的不平衡電流近似于零，若保護(hù)區(qū)域內(nèi)發(fā)生異常或者故障，同時(shí)不平衡電流數(shù)值達(dá)到差動(dòng)繼電器動(dòng)作電流時(shí)，保護(hù)裝置開始動(dòng)作，跳開斷路器，切斷故障點(diǎn)。

1.2 保護(hù)作用

差動(dòng)保護(hù)是相對(duì)合理、完善的快速保護(hù)之一，能準(zhǔn)確反映出變壓器繞組的各種短路，例如：相間、匝間及引出線上的相間短路等，避免變壓器內(nèi)部及引出線之間的各種短路導(dǎo)致變壓器損壞的重要作用。

2 差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)的原因分析及解決措施

2.1 二次回路接線錯(cuò)誤或設(shè)備性能欠佳

經(jīng)過多年運(yùn)行統(tǒng)計(jì)可知，引起差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)的一個(gè)原因是二次回路接線錯(cuò)誤或者二次設(shè)備性能欠佳。變壓器差動(dòng)保護(hù)二次接線線路復(fù)雜，通常要進(jìn)行三角形和星形接法的變換，現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試時(shí)工作人員一疏忽就極易將接線弄錯(cuò)，主要表現(xiàn)在以下幾方面：電流互感器極性接反、組別和相別錯(cuò)誤。為了避免上述問題，可加強(qiáng)對(duì)調(diào)試安裝人員進(jìn)行專業(yè)技能培訓(xùn)，提高業(yè)務(wù)水平，在調(diào)試運(yùn)行時(shí)，關(guān)鍵環(huán)節(jié)要重點(diǎn)進(jìn)行檢查。

2.2 區(qū)外故障

通常情況下，變壓器兩側(cè)電壓等級(jí)存在差異，所以差動(dòng)保護(hù)在不同側(cè)所使用的電流互感器的型號(hào)也是不同的。若變壓器發(fā)生區(qū)外短路故障，故障電流遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于正常電流，此時(shí)若一側(cè)電流互感器嚴(yán)重飽和或者兩側(cè)飽和程度不同，就極易產(chǎn)生較大的不平衡電流，從而導(dǎo)致差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)。差動(dòng)保護(hù)二次接線如圖1所示，某次出現(xiàn)區(qū)外短路故障時(shí)各側(cè)電流及差流錄波如圖2、圖3所示，據(jù)圖可知，電流互感器已經(jīng)嚴(yán)重飽和，兩次電流差值很大，出現(xiàn)嚴(yán)重不平衡。

為了避免出現(xiàn)上述問題，可采取以下措施：①在選擇電流互感器時(shí)，盡量選取型號(hào)一致、TPY級(jí)；②對(duì)電流互感器的伏安特性、二次負(fù)載進(jìn)行測(cè)試，并畫出10%的誤差曲線，盡量確保最大短路電流在誤差10%范圍內(nèi)，若超過此數(shù)值，可選擇兩組電流互感器串聯(lián)使用；③在滿足靈敏度的條件下，盡量提高制動(dòng)系數(shù)。

2.3 變壓器空載合閘零序環(huán)流的助增問題

若現(xiàn)場(chǎng)空載合閘，也可能造成誤動(dòng)。對(duì)于如圖4（a）所示的變壓器，在空載合閘時(shí)，由于三相鐵心飽和情況的不平衡，會(huì)導(dǎo)致三角形側(cè)出現(xiàn)環(huán)流，如下圖4（b）所示。

國內(nèi)目前多數(shù)變壓器都采用Y0/Δ-11接法，為了方便接線和使用簡(jiǎn)單，新投運(yùn)的變壓器，對(duì)于電流互感器通常采取統(tǒng)一的Y接線，再通過專業(yè)軟件實(shí)現(xiàn)相位校正。軟件進(jìn)行相位幅值設(shè)置包括兩種方式：其一，相間差動(dòng)原理；其二，相電流差動(dòng)消零序原理。若采取第二個(gè)原理，必須要消除變壓器Y測(cè)的零序電流，否則一旦區(qū)外發(fā)生故障，極易造成差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)。經(jīng)過推到可得下述公式（1）：

根據(jù)式（1）可知，變壓器空載合閘時(shí)，每相差電流及其諧波都是由三相勵(lì)磁電流決定的，若采取分相制動(dòng)就極易導(dǎo)致差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)。因此若變壓器差動(dòng)保護(hù)是由相電流決定的，最好不要采用分相制動(dòng)原理。

2.4 電流互感器局部暫態(tài)飽和

電流互感器暫態(tài)飽和與暫態(tài)不一致兩者在本質(zhì)上是相同的。研究發(fā)現(xiàn)，電流互感器暫態(tài)特性不同而引發(fā)的差電流極易造成區(qū)外故障切除后差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)。變壓器受到外部故障影響時(shí)，電流互感器也由于暫態(tài)特性不同將可能形成差電流，外部故障切除后，差點(diǎn)流也會(huì)消失，這種情況下差動(dòng)保護(hù)表現(xiàn)出如下特征：

①差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作量較大。

②恢復(fù)性涌流二次諧波由于電流互感器差點(diǎn)流的存在降低，此時(shí)根據(jù)二次諧波制動(dòng)的判據(jù)就會(huì)失去效果。

③隨著外部故障的切除，差動(dòng)保護(hù)制動(dòng)量也隨之減小。對(duì)于此種情況，可采取以下措施：在安裝差動(dòng)保護(hù)裝置時(shí)，盡量選擇性能較好的電流互感器，并調(diào)整其負(fù)載確保變壓器兩側(cè)電流互感器的飽和特性一致。

2.5 和應(yīng)涌流

變壓器空載合閘時(shí)，不僅設(shè)備自身會(huì)出現(xiàn)勵(lì)磁涌流，也會(huì)造成和其串聯(lián)或者并聯(lián)的變壓器出現(xiàn)浪涌電流。變壓器合應(yīng)涌流產(chǎn)生系統(tǒng)如圖5（a）所示，變壓器T1、T2分別處于正常和空載合閘狀態(tài)，兩臺(tái)變壓器由于側(cè)電阻耦合進(jìn)而互相影響，此時(shí)T1、T2分別產(chǎn)生的和應(yīng)涌流、勵(lì)磁涌流分別如圖5（b）、（c）所示。合應(yīng)涌流會(huì)造成變壓器暫態(tài)飽和，極大減少了二次諧波的分量，造成二次諧波制動(dòng)式差動(dòng)保護(hù)的誤動(dòng)。

為了盡量避免上述情況的出現(xiàn)，可采取以下措施：

①在符合靈敏度的條件下，保護(hù)動(dòng)作定值進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，這是相對(duì)簡(jiǎn)單有效的一種方法。

②若主變開關(guān)要進(jìn)行空載合閘，盡可能的將相連的其他變壓器連接到其他母線上進(jìn)行啟動(dòng)，減少出現(xiàn)和應(yīng)涌流的機(jī)會(huì)。

③如果條件許可，可將電流互感器換為剩磁系數(shù)較小的設(shè)備，減小在工頻電流、常非周期分量下出現(xiàn)的誤差。

3 結(jié) 語

綜上所述，筆者分析了引起變壓器差動(dòng)保護(hù)的原因，并提出了相應(yīng)的解決措施。只有結(jié)合實(shí)踐，了解差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)的根本原因及保護(hù)原理，才能從本質(zhì)上減少差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)的出現(xiàn)，從而確保配電網(wǎng)的穩(wěn)定、可靠運(yùn)行。

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