提高主變送電差動(dòng)保護(hù)極性校核一次性成功率的建議

左鵬 向霞

摘 要：變壓器是變電站重要的輸變電設(shè)備，其運(yùn)行情況直接關(guān)系到本身的安危和系統(tǒng)的穩(wěn)定。變壓器差動(dòng)保護(hù)作為變壓器的主保護(hù)，其正確投入可以提高變壓器保護(hù)的可靠性和安全運(yùn)行水平。優(yōu)化運(yùn)用極性校核方法，提高變壓器差動(dòng)保護(hù)極性校核一次性成功率，不僅可以降低調(diào)度、運(yùn)維人員在調(diào)度指令、倒閘操作環(huán)節(jié)出錯(cuò)的幾率，還能夠避免因頻繁的改變電網(wǎng)正常運(yùn)行方式帶來的系統(tǒng)波動(dòng)和運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)降低運(yùn)維人員倒閘操作的強(qiáng)度和降低電網(wǎng)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)具有積極的效益。

關(guān)鍵詞：變壓器；差動(dòng)保護(hù)；極性；校核；成功率

中圖分類號(hào)：TM772 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-8937（2015）24-0108-02

1 差動(dòng)保護(hù)簡(jiǎn)介及極性校驗(yàn)的必要性

差動(dòng)保護(hù)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(shí)，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(dòng)繼電器不動(dòng)作。當(dāng)變壓器內(nèi)部故障時(shí)，兩側(cè)（或三側(cè)）向故障點(diǎn)提供短路電流，差動(dòng)保護(hù)感受到的二次電流的和正比于故障點(diǎn)電流，差動(dòng)繼電器動(dòng)作。

差動(dòng)保護(hù)作為變壓器的主保護(hù)，是通過比較變壓器高低壓側(cè)電流的差流值而動(dòng)作，其對(duì)電流互感器的極性有著嚴(yán)格的配置要求。若電流互感器的極性配置錯(cuò)誤將造成差動(dòng)保護(hù)裝置誤動(dòng)或拒動(dòng)。若拒動(dòng)將造成越級(jí)跳閘或?qū)е伦儔浩鳠龤鹿拾l(fā)生，誤動(dòng)將會(huì)對(duì)電網(wǎng)造成巨大危害，甚至?xí)?dǎo)致局部電網(wǎng)崩潰的嚴(yán)重后果。因此，對(duì)新投運(yùn)、大修、更換差動(dòng)保護(hù)裝置的變壓器在投入運(yùn)行之前必須要進(jìn)行電流互感器二次接線檢查，對(duì)其極性進(jìn)行校驗(yàn)，確保正確后才能投入使用，并作為送電投運(yùn)前的重要環(huán)節(jié)來驗(yàn)收。

2 差動(dòng)保護(hù)極性校核方法

有關(guān)文獻(xiàn)提出幾種在實(shí)際生產(chǎn)中得到應(yīng)用的可行的校核極性方法，有一次通流校核主變差動(dòng)保護(hù)極性、帶負(fù)荷校核主變差動(dòng)保護(hù)極性、利用變壓器環(huán)流校核差動(dòng)保護(hù)極性等。

2.1 一次通流校核主變差動(dòng)保護(hù)極性

一次通流校核主變差動(dòng)保護(hù)極性也可稱為外施電源法。其原理是將人為的施加一次電流，模擬電流從高壓側(cè)流入，低壓側(cè)流出的能量流轉(zhuǎn)方式，校核差動(dòng)保護(hù)極性，在實(shí)際應(yīng)用中也有低壓側(cè)三相短接和高低壓側(cè)同名相短接等不同方式。該方法操作及使用條件簡(jiǎn)單，但受外施電源容量限制，通入電流較小，不能全面檢查電流互感器特性及二次回路接線中可能存在的問題，需在主變投運(yùn)送電時(shí)進(jìn)行進(jìn)一步的極性校核。

2.2 帶負(fù)荷校核主變差動(dòng)保護(hù)極性

帶負(fù)荷校核主變差動(dòng)保護(hù)極性是最常規(guī)有效的校核方法。不管差動(dòng)保護(hù)電流回路在投運(yùn)前經(jīng)過多少道工序檢查，都要通過帶負(fù)荷測(cè)試才能最終驗(yàn)證其正確性。在實(shí)現(xiàn)途徑上根據(jù)所帶負(fù)荷的不同，可分為容性負(fù)載和感性負(fù)載，前者主要通過投退電容器，后者則需改變電網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行方式。由于投運(yùn)之前的測(cè)試大都是在各側(cè)分別進(jìn)行，不能直接比較各側(cè)電流之間的相位關(guān)系，所以在帶負(fù)荷測(cè)試時(shí)會(huì)發(fā)現(xiàn)各種接線錯(cuò)誤，需將變壓器停下來進(jìn)行電流互感器二次接線整改，然后再將變壓器帶上負(fù)荷重新進(jìn)行帶負(fù)荷測(cè)試，直至最終測(cè)試正確。在整個(gè)過程中需要進(jìn)行大量的倒閘操作，以滿足測(cè)試和電流互感器二次接線整改的需求。

2.3 利用變壓器環(huán)流校核差動(dòng)保護(hù)極性

利用變壓器環(huán)流校核差動(dòng)保護(hù)極性使用于新建變電站有2臺(tái)及以上變壓器在無負(fù)荷或負(fù)荷不滿足測(cè)試要求（二次側(cè)電流大于20 mA），如三圈變壓器高低壓側(cè)可通過電容器作為負(fù)荷進(jìn)行校驗(yàn)，但中壓側(cè)出線一般無負(fù)荷，此時(shí)可利用變壓器差壓環(huán)流進(jìn)行試驗(yàn)，通過調(diào)節(jié)變壓器檔位差產(chǎn)生循環(huán)電流的方法進(jìn)行測(cè)試。一般變壓器并列運(yùn)行的前提條件要求變比相同、連接組別相同及短路阻抗和阻抗角相同，除嚴(yán)格要求變壓器連接組別相同外，其它兩個(gè)條件允許稍有變化。利用變壓器環(huán)流校核差動(dòng)保護(hù)極性就是在變壓器變比不同時(shí)并列運(yùn)行產(chǎn)生環(huán)流進(jìn)行測(cè)試。

上述方法各有優(yōu)點(diǎn)及其應(yīng)用條件，但單一的運(yùn)用其中一種方法并不足以提高變壓器極性校驗(yàn)一次性成功的概率，對(duì)減輕運(yùn)維人員倒閘操作的強(qiáng)度和減低電網(wǎng)因改變運(yùn)行方式的風(fēng)險(xiǎn)。如何優(yōu)化運(yùn)用上述方法，提高變壓器極性校驗(yàn)一次性成功率？

3 提高差動(dòng)保護(hù)極性一次性成功率的建議

一般變壓器保護(hù)極性的校驗(yàn)流程是運(yùn)維人員依據(jù)調(diào)度指令，退出待校核變壓器的差動(dòng)保護(hù)，同時(shí)改變電網(wǎng)運(yùn)行方式，使其帶負(fù)荷運(yùn)行，由繼保人員進(jìn)行檢查試驗(yàn)，判斷保護(hù)極性是否正確，在校核過程中發(fā)現(xiàn)差動(dòng)保護(hù)極性不對(duì)，則需要再次改變運(yùn)行方式和設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，具備讓檢修人員調(diào)整電流互感器二次接線的條件，待檢修人員調(diào)整接線后，需再次校核直至正確，整個(gè)過程漫長(zhǎng)繁復(fù)，不僅增加了運(yùn)維人員倒閘操作的強(qiáng)度，提高了運(yùn)行方式變更引起的電網(wǎng)安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的風(fēng)險(xiǎn)。以一臺(tái)兩圈主變送電為例，其需要加用非電量和電氣保護(hù)，經(jīng)過三次沖擊試驗(yàn)等等，整個(gè)流程最少需要1 h，在本體沖擊送電后，一般需退出主變的差動(dòng)保護(hù)，進(jìn)行帶負(fù)荷極性校驗(yàn)，如若極性正確，在2～3 h內(nèi)基本可以完成整個(gè)沖擊送電工作，一旦極性校核不正確，則需依據(jù)調(diào)度指令改變電網(wǎng)運(yùn)行方式，改變?cè)O(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，對(duì)電流互感器二次接線進(jìn)行調(diào)整，這樣一次沖擊送電一般也會(huì)耗時(shí)8 h以上，影響了設(shè)備投運(yùn)進(jìn)度，增加了運(yùn)維人員的倒閘操作次數(shù)，也增加了調(diào)度指令和執(zhí)行過程中出現(xiàn)錯(cuò)誤的幾率。

優(yōu)化運(yùn)用極性校核方法，將大大的提高變壓器保護(hù)極性校驗(yàn)的一次性成功率。帶負(fù)荷校核主變差動(dòng)保護(hù)極性和利用變壓器環(huán)流校核差動(dòng)保護(hù)極性其基本原理相同，都是變壓器送電通過帶負(fù)荷或產(chǎn)生差流，都要求變壓器在投運(yùn)過程中進(jìn)行校核。而一次通流校核主變差動(dòng)保護(hù)極性方法的操作使用條件簡(jiǎn)單，可以在變壓器投運(yùn)之前進(jìn)行校核，此方法不論是新建或擴(kuò)建變電站，都能在施工調(diào)試階段進(jìn)行對(duì)變壓器進(jìn)行診斷性校核，對(duì)間隔系統(tǒng)的極性初判，在發(fā)現(xiàn)變壓器極性不對(duì)時(shí)，能及時(shí)調(diào)整電流互感器的二次接線，對(duì)保證施工進(jìn)度，確保變壓器順利送電有很大的促進(jìn)作用。但只使用該方法校核變壓器的差動(dòng)保護(hù)極性結(jié)果并不能保證完全正確，由于該方法使用的是外施電源，受電源容量限制，通入電流較小，不能全面檢查電流互感器特性及二次回路接線中可能存在的問題，因此在變壓器送電運(yùn)行后，還應(yīng)通過帶負(fù)荷或利用變壓器環(huán)流校核差動(dòng)保護(hù)極性進(jìn)一步來驗(yàn)證變壓器差動(dòng)保護(hù)極性的正確性。因此，作為設(shè)備的運(yùn)行維護(hù)管理者，應(yīng)要求施工方在施工調(diào)試階段就進(jìn)行主變差動(dòng)保護(hù)極性的診斷性校驗(yàn)，并將診斷性試驗(yàn)報(bào)告作為施工資料與送電投運(yùn)階段保護(hù)極性復(fù)核試驗(yàn)報(bào)告一并移交運(yùn)維管理方存檔。

優(yōu)化運(yùn)用極性校核方法，提高變壓器差動(dòng)保護(hù)極性校核一次性成功率，不僅可以降低調(diào)度、運(yùn)維人員在調(diào)度指令、倒閘操作環(huán)節(jié)出錯(cuò)的幾率，還能夠避免因頻繁的改變電網(wǎng)正常運(yùn)行方式帶來的系統(tǒng)波動(dòng)和運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)降低運(yùn)維人員倒閘操作的強(qiáng)度和降低電網(wǎng)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)具有積極的意義。

4 結(jié) 語

變壓器是電網(wǎng)運(yùn)行的主要一次設(shè)備，變壓器差動(dòng)保護(hù)又是變壓器的主保護(hù)，其正確投入可以提高變壓器保護(hù)的可靠性和安全運(yùn)行水平。提高變壓器投運(yùn)時(shí)差動(dòng)保護(hù)極性一次性成功的概率，極大地減輕了運(yùn)維人員倒閘操作的工作量和操作風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)對(duì)維護(hù)電網(wǎng)的安全經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定運(yùn)性也有積極的作用。

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