廠用變壓器保護(hù)測(cè)控裝置差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)作原因分析

（新疆天業(yè)（集團(tuán)）有限公司，石河子市，832000） 劉 濤

差動(dòng)保護(hù)是電力變壓器的主保護(hù)，對(duì)保證變壓器安全運(yùn)行起著極其重要的作用。為提高差動(dòng)保護(hù)正確動(dòng)作率，除選好保護(hù)設(shè)備外，還需做好施工設(shè)計(jì)、整定計(jì)算、現(xiàn)場(chǎng)安裝調(diào)試等一系列技術(shù)和管理工作，如果這些工作稍有疏忽，就可能造成差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)或拒動(dòng)。2014年某電廠空冷島的一起變壓器差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)作事故，充分說(shuō)明了這一點(diǎn)。

1 事故過(guò)程及初步調(diào)查

2014年9月2日17時(shí)49分，某電廠0.4kV空冷島配電室C段低壓變壓器差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作，鎧裝真空斷路器開(kāi)關(guān)跳閘，運(yùn)行人員通知檢修人員現(xiàn)場(chǎng)檢查。運(yùn)行人員與檢修人員聯(lián)合在現(xiàn)場(chǎng)仔細(xì)檢查C空冷變本體和差動(dòng)保護(hù)范圍內(nèi)設(shè)備后未發(fā)現(xiàn)異常。繼電保護(hù)人員調(diào)出C空冷變差動(dòng)保護(hù)故障采樣報(bào)告，可以看出A相、C相差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作出口，故障電流分別為0.55A和0.56A，均超過(guò)差動(dòng)保護(hù)整定電流0.5A（0.5Ie）。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行人員了解到，在C空冷變差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作跳閘的同時(shí)，有5臺(tái)風(fēng)機(jī)在此期間投入運(yùn)行。查DCS后臺(tái)電流曲線C段空冷變電流有明顯的上升曲線且三相電流上升曲線一致，該空冷變二次運(yùn)行電流折算后與差動(dòng)保護(hù)中故障電流值非常接近。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)檢查情況和對(duì)故障采樣報(bào)告的數(shù)值分析，考慮到C空冷變是2014年8月投運(yùn)的新變壓器，調(diào)查人員初步判斷C空冷變差動(dòng)保護(hù)是在區(qū)內(nèi)故障時(shí)誤動(dòng)作，變壓器本身沒(méi)有問(wèn)題。

2 差動(dòng)保護(hù)電流相位校正和幅值平衡補(bǔ)償原理

C空冷變采用南瑞RCS-9622CN廠用變壓器保護(hù)測(cè)控裝置的差動(dòng)保護(hù)為主保護(hù)。變壓器各側(cè)電流互感器二次均采用星形接線，二次電流直接接入保護(hù)裝置，各側(cè)電流互感器極性都以指向變壓器為同極性端，且該空冷變壓器的接線組別為△/Y-11。為了校正變壓器各側(cè)二次電流之間的相位差，在差動(dòng)保護(hù)定值清單中設(shè)置了“變壓器接線型式KMD”整定值（見(jiàn)表1）；對(duì)不同接線組別的變壓器，可選取不同的KMD值，由軟件自動(dòng)校正變壓器各側(cè)二次電流的相位差。這里需要指出的是，設(shè)定KMD值的作用只是校正了二次電流的相位，其幅值大小并未改變。

對(duì)于常見(jiàn)的接線組別為△/Y-11的變壓器，按定值表的規(guī)定，KMD值應(yīng)選為“04”，其實(shí)質(zhì)是對(duì)變壓器Y側(cè)二次相電流進(jìn)行如下的運(yùn)算：從現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試校驗(yàn)方法中通入低壓側(cè)單相為本側(cè)二次額定電流，在采樣菜單中可看到相應(yīng)的兩相為0.557Ie左右的差流，由此可知，KMD值取為“04”所起的作用就是將Y側(cè)各相二次電流的相位角超前移30°，而幅值保持不變。這樣做的目的是使移相后的Y側(cè)二次電流同△側(cè)二次電流相位相差180°，起到相位校正的作用。同理，對(duì)該空冷變來(lái)說(shuō)，KMD值應(yīng)取“04”，其作用就是校正0.4KV側(cè)和6kV側(cè)的相位差，通過(guò)軟件補(bǔ)償后二次電流相位達(dá)到了平衡，在幅值大小保持不變情況下裝置應(yīng)無(wú)差動(dòng)電流。在RCS-9622CN測(cè)控裝置變壓器差動(dòng)保護(hù)中，各側(cè)二次電流幅值的平衡補(bǔ)償也由軟件完成。在保護(hù)定值清單中設(shè)置了高、低壓側(cè)CT一、二次額定電流值，就可自動(dòng)實(shí)現(xiàn)電流幅值平衡補(bǔ)償?shù)墓δ堋?/p>

由此可知，裝置通過(guò)變壓器容量，變壓器各側(cè)額定電壓和各側(cè)CT變比及接線方式的整定，裝置自動(dòng)進(jìn)行各側(cè)平衡系數(shù)的計(jì)算，通過(guò)軟件進(jìn)行△/Y轉(zhuǎn)換及平衡系統(tǒng)調(diào)整。計(jì)算公式如下：

表1 變壓器接線型式KMD整定值

以Kmode=1為列：對(duì)于變壓器Y接線側(cè)Kph1=IN/Ie1，變壓器△接線側(cè)Kph2=IN/Ie2。

由式(1)、(2)和變壓器技術(shù)參數(shù)，可以求得：若變壓器各側(cè)電流互感器均按照星形接線，且現(xiàn)場(chǎng)整定了變壓器系統(tǒng)參數(shù)值，就可以實(shí)現(xiàn)差動(dòng)保護(hù)電流回路相位校正和幅值平衡補(bǔ)償?shù)墓δ?。差?dòng)保護(hù)其它定值可以按裝置的使用說(shuō)明書(shū)進(jìn)行計(jì)算和現(xiàn)場(chǎng)整定。

3 差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)原因分析

2014年9月2日，繼電保護(hù)人員對(duì)保護(hù)裝置現(xiàn)場(chǎng)安裝和定值整定計(jì)算情況進(jìn)行了復(fù)查。通過(guò)當(dāng)時(shí)在現(xiàn)場(chǎng)檢查的人員那里了解到，施工圖上是把變壓器兩側(cè)電流互感器二次按接線方式連接后直接接入保護(hù)裝置的，且施工圖上是將變壓器△側(cè)電流互感器二次抽頭P1為頭P2為尾引入裝置，將變壓器Y側(cè)電流互感器二次抽頭P2為頭P1為尾引入裝置，當(dāng)時(shí)安裝人員按照施工圖進(jìn)行了安裝。后因調(diào)試人員在現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試時(shí)也并未仔細(xì)核對(duì)電流互感器接線極性問(wèn)題，當(dāng)保護(hù)定值單送達(dá)現(xiàn)場(chǎng)后，又因調(diào)試人員根據(jù)之前已投運(yùn)的A、B空冷變的現(xiàn)場(chǎng)記憶和工作經(jīng)驗(yàn)并未進(jìn)行仔細(xì)核對(duì)保護(hù)定值是否與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備參數(shù)一致，于是在實(shí)際整定時(shí)將KMD值以“00”輸入裝置（Y/Y-12），即不再對(duì)Y側(cè)二次電流進(jìn)行相位校正。在這里，調(diào)試人員忘記了變壓器差動(dòng)保護(hù)除了進(jìn)行幅值平衡補(bǔ)償外，還要對(duì)二次電流相位校正這一基本原理，忽略了南瑞RCS-9622CN廠用變壓器保護(hù)測(cè)控裝置是利用軟件校正相位（內(nèi)轉(zhuǎn)角）、電流幅值進(jìn)行平衡補(bǔ)償后作比較的。

至此，C空冷變差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)的原因已完全查清，即空冷變的接線方式現(xiàn)場(chǎng)整定和主設(shè)備技術(shù)參數(shù)不對(duì)應(yīng)、空冷變兩側(cè)電流互感器二次極性接線方式有誤，引入差動(dòng)保護(hù)的電流幅值未能得到平衡補(bǔ)償。當(dāng)空冷變帶大負(fù)載時(shí)，不平衡電流超過(guò)差動(dòng)保護(hù)整定值，使保護(hù)動(dòng)作出口，C空冷變高壓側(cè)開(kāi)關(guān)跳閘聯(lián)調(diào)低壓側(cè)開(kāi)關(guān)。

4 防范措施

4.1 設(shè)計(jì)人員認(rèn)真負(fù)責(zé)

電力設(shè)計(jì)人員在制圖前應(yīng)仔細(xì)閱讀保護(hù)裝置的技術(shù)說(shuō)明書(shū)，熟悉裝置對(duì)二次接線的基本要求，在此基礎(chǔ)上正確地設(shè)計(jì)出二次回路接線原理圖，不能憑經(jīng)驗(yàn)，想當(dāng)然，套圖紙。

4.2 安裝人員必須應(yīng)有相應(yīng)的資質(zhì)并嚴(yán)格執(zhí)行完工驗(yàn)收程序

現(xiàn)場(chǎng)安裝施工人員不能一味追求“按圖施工”，應(yīng)當(dāng)在施工前先熟悉保護(hù)裝置的基本原理，再核對(duì)施工圖紙是否與裝置的接線要求一致。若不滿(mǎn)足要求，要向設(shè)計(jì)人員詢(xún)問(wèn)或向技術(shù)管理部門(mén)匯報(bào)，以保證接線正確。當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)改變保護(hù)定值時(shí)，要經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的計(jì)算、校核和審批程序，決不能隨意變更。

4.3 保護(hù)定值計(jì)算需嚴(yán)謹(jǐn)、仔細(xì)

在微機(jī)變壓器差動(dòng)保護(hù)定值選取和計(jì)算時(shí)，要特別注意各側(cè)電流互感器二次接線方式，只有在各側(cè)電流互感器均為星形接線且都以指向變壓器為同極性端的情況下，才能根據(jù)變壓器的接線組別選取KMD值和計(jì)算平衡系數(shù)，當(dāng)其中某個(gè)條件改變后，這些整定值要做相應(yīng)的調(diào)整。

4.4 投運(yùn)前應(yīng)采取相應(yīng)技術(shù)檢驗(yàn)措施

運(yùn)行人員應(yīng)在設(shè)備投運(yùn)時(shí)，對(duì)設(shè)備進(jìn)行相應(yīng)的相位測(cè)試等工作，并且務(wù)必核對(duì)保護(hù)定值整定應(yīng)與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備參數(shù)相一致。同時(shí)運(yùn)行人員還應(yīng)在設(shè)備投運(yùn)后需加強(qiáng)監(jiān)視和巡回檢查工作，力保設(shè)備運(yùn)行時(shí)各實(shí)時(shí)參數(shù)顯示的正確性。

[1]王維儉.《電氣主設(shè)備繼電保護(hù)原理與應(yīng)用》[M].北京：中國(guó)電力出版社

[2]《國(guó)家電網(wǎng)公司繼電保護(hù)培訓(xùn)教材》[M].2009年4月.第一版.中國(guó)電力出版社

[3]馬永翔，王世榮.《電力系統(tǒng)繼電保護(hù)》[M].北京：中國(guó)林業(yè)出版社;第1版(2008年8月1日)

[4]王大鵬.《電力系統(tǒng)繼電保護(hù)測(cè)試技術(shù)》.[M].中國(guó)電力出版社；第1版(2006年9月1日)

[5]《RCS-9600CN系列廠用電保護(hù)測(cè)控裝置技術(shù)和使用說(shuō)明書(shū)》