一起變壓器差動(dòng)誤動(dòng)事例分析

肖 萍，王 曉，付發(fā)云，廖湘凱，黃 玲，周雁冰

（國網(wǎng)湖南省電力有限公司檢修公司，湖南長沙 410000）

0 引言

勵(lì)磁涌流的產(chǎn)生主要受勵(lì)磁電流影響，其幅值比較大，不采取措施將造成差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)[1]。為了正確識(shí)別變壓器勵(lì)磁涌流，在變壓器差動(dòng)保護(hù)中加以勵(lì)磁涌流閉鎖判據(jù)，目前工程上常用識(shí)別方法有二次諧波制動(dòng)、波形制動(dòng)。

二次諧波制動(dòng)利用的是勵(lì)磁涌流中二次諧波分量較大特點(diǎn)，以流過差動(dòng)元件差電流的二次諧波為制動(dòng)量，辨別短路電流、勵(lì)磁涌流，實(shí)現(xiàn)勵(lì)磁涌流閉鎖。波形制動(dòng)，利用的是故障時(shí)差流基本為工頻正弦波的特點(diǎn)，勵(lì)磁涌流時(shí)存在大量諧波分量，波形發(fā)生畸變。利用算法識(shí)別出此種畸變，可識(shí)別勵(lì)磁涌流[2-4]。

主要通過主變壓器空投時(shí)差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)事例，分析不同廠家變壓器差動(dòng)保護(hù)中二次諧波制動(dòng)模式的區(qū)別，對(duì)如何減少主變勵(lì)磁涌流誤動(dòng)進(jìn)行討論。

1 差動(dòng)誤動(dòng)事例分析

某220 kV變電站1#主變?yōu)閅/Y/d11接線，配有2套差動(dòng)保護(hù)，型號(hào)均為南瑞繼保RCS-978。變壓器檢修完畢后在高壓側(cè)進(jìn)行空載合閘操作，高壓側(cè)斷路器合閘后18 ms，跳開主變高壓側(cè)610斷路器。

現(xiàn)場(chǎng)檢查一次設(shè)備未發(fā)現(xiàn)異常；檢查二次設(shè)備發(fā)現(xiàn)，1#主變高壓側(cè)操作箱：第一路跳閘出口跳A、跳B、跳C燈亮；后臺(tái)220 kV 1#主變光字：第一套R(shí)CS-978E主變保護(hù)出口；610第一組跳閘出口。

現(xiàn)場(chǎng)保護(hù)工作人員調(diào)閱了保護(hù)裝置的動(dòng)作報(bào)文和保護(hù)錄波文件，1#主變第一套電量保護(hù)動(dòng)作報(bào)文如表1所示，差動(dòng)電流如圖1所示。

表1 1#主變保護(hù)動(dòng)作報(bào)文

圖1 主變?nèi)嗖盍?/p>

從圖1的波形可以看出，A，B兩相差流為明顯的勵(lì)磁涌流波形，C相差流在剛開始的一個(gè)周波內(nèi)與故障波形相似，后面的周波中波形中間逐漸出現(xiàn)歪頭，說明有一定含量的二次諧波。三相差流較大，均超過了0.5Ie，初步判斷本次跳閘是勵(lì)磁涌流造成的差動(dòng)誤動(dòng)。

核對(duì)1#主變差動(dòng)保護(hù)定值（表2），可以看出，第一套差動(dòng)保護(hù)采用二次諧原理識(shí)別勵(lì)磁涌流，第二套差動(dòng)保護(hù)采用波形對(duì)稱原理識(shí)別勵(lì)磁涌流。

表2 主變差動(dòng)保護(hù)定值

利用波形分析軟件進(jìn)行諧波分析，三相差流的二次諧波含量如圖2所示?？梢钥闯?，C相差流的二次諧波含量在10%浮動(dòng)，最大為15%，低于二次諧波閉鎖整定值（17%）。南瑞繼保采用分相閉鎖，使得空投1#主變?cè)斐善洳顒?dòng)保護(hù)誤動(dòng)。

圖2 三相差流的二次諧波含量

2 不同廠家二次諧波制動(dòng)方法比較

2.1 二次諧波制動(dòng)原理

根據(jù)三相差動(dòng)電流中二次諧波含量識(shí)別勵(lì)磁涌流，I2nd>K2xb×I1st。其中，I2nd為每相差動(dòng)電流中的二次諧波，I1st為對(duì)應(yīng)相的差流基波，K2xb為二次諧波制動(dòng)系數(shù)整定值，一般取0.15～0.20。

目前，在勵(lì)磁涌流制動(dòng)邏輯上一般有2種：一是分相制動(dòng)，三相中某一相被判別為勵(lì)磁涌流，只閉鎖該相比率差動(dòng)元件；二是交叉制動(dòng)，采用或門閉鎖方式，當(dāng)三相總某相判為勵(lì)磁涌流，閉鎖比率差動(dòng)保護(hù)。

2.2 不同廠家二次諧波制動(dòng)對(duì)比分析

南瑞繼保采用分相判別，如RCS-978，其他廠家一般采用或門閉鎖方式，如四方CSC-326、許繼WBH-801。文獻(xiàn)[5]認(rèn)為，南瑞繼保裝置的電流調(diào)整方式采用△→Y變化，最大化的保留了各相的諧波特征，因而采用分相判別。而其他廠家，由于采用Y→△側(cè)調(diào)整變壓器差動(dòng)各側(cè)TA二次電流相位，各相電流的涌流特征可能因?yàn)闇p法而變化，所以不采用分相判別，一般采用或門閉鎖方式。

分相閉鎖有利于加快變壓器內(nèi)部區(qū)內(nèi)故障在差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作速度，尤其是空投變壓器內(nèi)部發(fā)生故障時(shí)，變壓器帶故障合閘。故障相電流表現(xiàn)為故障特征，非故障相電流表現(xiàn)為勵(lì)磁涌流特征，勵(lì)磁涌流閉鎖判據(jù)采用分相制動(dòng)，故障相、非故障互不影響。但主變?cè)谕哆\(yùn)前進(jìn)行高壓試驗(yàn)后，給變壓器鐵芯帶來嚴(yán)重剩磁，導(dǎo)致空投主變二次諧波含量過低，二次諧波含量未達(dá)到定值，無法有效閉鎖差動(dòng)，造成差動(dòng)誤動(dòng)。而或門閉鎖方式優(yōu)勢(shì)在于空投時(shí)容易閉鎖，但是可能會(huì)因?yàn)轱柡偷仍蚴沟貌顒?dòng)拒動(dòng)[2-5]。

3 防范措施

目前保護(hù)對(duì)主變勵(lì)磁涌流的判斷原理未能兼顧各方面因素，因而不能避免涌流對(duì)差動(dòng)保護(hù)的影響[6]。主要解決方案有以下3種。

（1）采用浮動(dòng)門檻。南瑞繼保978系列為了防止空投主變時(shí)差動(dòng)誤動(dòng)，采用了浮動(dòng)門檻技術(shù)?？胀秳偘l(fā)生時(shí)，諧波含量大小很隨機(jī)，不能作判別，在空投發(fā)生大概20 ms后，二次諧波含量的定值自動(dòng)降低為整定值的1/3，然后按照固定算法隨時(shí)間逐步向用戶的整定值靠近，大概經(jīng)過80 ms的時(shí)間可以浮動(dòng)到整定值，這可以一定程度躲避諧波含量較低的現(xiàn)象。裝置參數(shù)定值單中最后一項(xiàng)為“涌流浮動(dòng)門檻退出”，實(shí)際運(yùn)行中整定為“0”，使浮動(dòng)門檻為投入狀態(tài)。該方法雖然可以減少誤動(dòng)，但仍不能根本解決問題，上面的誤動(dòng)事例正是該廠家的保護(hù)裝置。

（2）合理選取二次諧波系數(shù)定值。不同容量的變壓器和不同系統(tǒng)產(chǎn)生的勵(lì)磁涌流各不相同，在實(shí)際整定定值時(shí)，應(yīng)該錄取變壓器多次沖擊過程中勵(lì)磁涌流的波形，并統(tǒng)計(jì)分析每次沖擊波形中勵(lì)磁涌流的大小和二次諧波的含量，作為檢驗(yàn)定值是否合理以及可否躲過勵(lì)磁涌流的重要參考[2]。

（3）加強(qiáng)涌流本質(zhì)的認(rèn)識(shí)，尋找新的原理和輔助判據(jù)彌補(bǔ)目前二次諧波制動(dòng)的不足。

4 結(jié)語

二次諧波制動(dòng)的變壓器差動(dòng)保護(hù)簡(jiǎn)單易行、具有比較成熟的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，應(yīng)用效果明顯，可以改善變壓器勵(lì)磁涌流誤動(dòng)。但是，由于實(shí)際運(yùn)行中勵(lì)磁涌流的復(fù)雜性，目前采用的二次諧波制動(dòng)判據(jù)無論是相制動(dòng)還是或門制動(dòng)都還存在一定不足。應(yīng)加強(qiáng)對(duì)勵(lì)磁涌流本質(zhì)的認(rèn)識(shí)，提高識(shí)別涌流和故障的準(zhǔn)確性。