变压器差动保护常见不正确动作原因分析.docx

变压器差动保护常见不正确动作原因分析 (包头供电局修试所，内蒙古 包头 014030) 摘 要：文章针对二次回路接线错误、变压器空投、二 次回路绝缘损坏、CT 型号及变比的选择、二次电流回路接 地方式、工作人员失误等几个可能 导致差动保护误动的原 因进行分析，以便针对实际情况采取措施防止此类事故的 发生。 关键词：变压器；差动保护 中图分类号：TM772 文献标识码：A 文章编 号： 10076921(XX)20010502 740)this.width=740“ border=undefined onmousewheel=“return zoom_img(event,this)“ 差动保护是变压器的主保护，大型变压器差动保护的 拒动或误动均会造成很大的经济损失， 影响变压器差动保 护动作可靠性的因素很多，除了接线不正确以外，TA 特性 不良、TA 二次回 路绝缘损坏、调整不当，整定值不合理及 继电器特性不良等，均会造成不正确动作。 1 差动保护原理 差动保护原理是反应被保护变压器各侧流入和流出电 流的差。变压器保护的单相原理接线如 图 1 所示。 在变压器两侧装设电流互感器 TA1 和 TA2，并按环流法 连接。当两侧电流互感器的同极性端均 置于靠近母线一侧， 则将两侧电流互感器同极性的二次端子相连接，差动继电 器的工作线圈 并联在电流互感器的二次端子上。在正常运 行或外部故障时，流过继电器的差电流为两侧电 流数值之 差，即 Icd=i1-i2,如图 1(a)所示，流过差动回路电流 Icd 在理论上为零。当保护范 围内发生故障时，流过继电器的 差流为两侧电流数值之和，即 Icd=i1i2，如图 1(b)所示， 差动回路中的电流值大于整定值时，差动保护瞬时动作。 实现变压器差动保护时应考虑两方面的影响，一是变 压器励磁涌流，另一个是变压器差动保 护的不平衡电流。 受变压器励磁电流、接线方式、TA (电流互感器)误差等因 素的影响，使 差动回路中产生不平衡电流，而不平衡电流 中励磁涌流的存在，常可导致变压器差动保护误 动，给变 压器差动保护的实现带来困难。因此对变压器常见误动原 因进行分析，以便采用措 施减少变压器误动事故的发生是 实现变压器差动保护需要解决的主要矛盾。 2 常见不正确动作原因分析 2.1 电流互感器极性接反，造成差动保护区外故障误 动 某变电站 220kV 出线上发生故障，线路跳开后，重合 闸动作，又发生了三相短路。此时，1 号主变差动保护动作， 切除了变压器。 事故后对保护装置二次回路进行了试验检查，发现变 压器 220kV 侧 A 相差动 TA 的极性接反了。 区外误动原因是：TA 极性接错，区外故障相当于区内 故障。因此应严格执行有关规程的规定 ：差动保护正式投 运时或二次回路变动后，必须进行带负荷检查，作差动 TA 的六角图，以确 保差动 TA 接线正确。 2.2 变压器空投时差动保护误动 某变电站五次空投主变压器时差动保护五次误动，一 次系统经检查无异常，保护二次回路也 无问题。事故后对 差动保护检验发现保护装置二次谐波制动系数定值误差较 大，二次谐波制 动系数整定值为 20，实际上二次谐波制 动在 23时制动。更换保护装置后，差动保护在 20 制 动电流下制动特性准确。变压器再次空载合闸,差动保护没 误动。 事故原因是:差动保护装置特性不良，二次谐波制动系 数在定值下偏高，变压器空投时励磁 涌流大，二次谐波制 动能力偏小，因此在空投变压器时引起误动。 应按规定对新安装的保护装置进行全面的检验，发现 保护装置特性不良应想办法解决，对新 安装或大修后的变 压器进行 35 次的空投试验，并进行录波，分析励磁涌流 的大小及谐波含 量。按照实际情况调整二次谐波制动比。 2.3 差动保护 TA 二次回路绝缘损坏引起的差动保护误 动 某变电站 2主变压器差动保护在一次系统无故障情况 下动作，切除主变。事故后检查发现 2 主变差动保护高 压侧 C 相 TA 至开关端子箱二次电缆绝缘损坏，对地绝缘为 零，从而短接了 一相 TA。在差动继电器中产生差流，使保 护误动作。 事故原因是：C 相 TA 引出电缆穿管处管口密封不严， 铁管中进水，冬季气温低结冰，造成电 缆绝缘损坏接地。 因此在施工中要严把质量关，一是制作电缆头剥皮时 防止电缆刀损伤芯线外层绝缘，二是电 缆穿管的管口一定 要密封良好。在保护投运前、大修后或每年春季定期检验 时，应用 1 000V 兆欧表测量 TA 二次各芯线对地及各芯线 之间的绝缘，发现隐患及时处理。 2.4 TA 型号及变比的选择错误 变压器差动保护应选带有气隙的 D 级铁芯 TA，因为变 压器差动保护各侧用的 TA，其型号、变 比不完全相同，其 特性和剩磁也不可能完全相同，因此正常运行时差动回路 中总有不平 衡电流流过。铁芯饱和程度对不平衡电流的影 响十分显著，而且随着一次电流的增大显著增 大，而短路 电流又很大。为了减小不平衡电流，需要在 TA 的结构、铁 芯材料等方面采取措施 ，使一次侧通过较大的短路电流时 铁芯也不易饱和，带有气隙的 D 级铁芯 TA 具有上述功能， 是专门用于差动保护的特殊的 TA。 在选择 TA 变比时，可在原常规计算的基础上，根据经 验适当增大 12 档，即适当地选大 变 比的 TA，这样可以 降低短路电流倍数，减少差动回路中产生的不平衡电流， 有效削弱励磁涌 流，提高差动保护的灵敏度。这对避免保 护区外故障，防止变压器差动保护误动作不失为较 为有效 的方法。 TA 型号及变比的正确选择是保证差动保护动作可靠性 的基础。若 TA 型号选错或所选变比 较小，在保护区外发 生故障时，TA 铁芯迅速饱和，不平衡电流迅速增大，将造 成差动保护误 动作，所以必须重视 TA 型号及变比的选择。 2.5 差动保护二次电流回路接地方式错误 差动保护的二次电流回路接地时，包括各侧 TA 的二次 电流回路必须通过一点接于接地网 。因为一个变电站的接 地网各点并非绝对的等电位，在不同点之间有一定的电位 差，当发生 短路故障时，有较大的电流流入接地网，各点 之间将会产生较大的电位差。如果差动保护的 二次电流回 路在接地网的不同点同时接地，地网中不同接地点间的电 位差产生的电流将会流 入保护二次回路，这一电流将可能 增加差动回路中的不平衡电流，使差动保护误动作。 差动保护二次回路接地的要求是：各侧 TA 的二次电流 回路并联后接到保护装置的差动电流回 路中，所有的二次 电流回路必须也只能在并联处的公共点一点接地，以免因 在不同接地点间 产生的电流影响差动保护动作的可靠性。 2.6 工作人员失误引起的差动保护误动作 某变电站 2主变压器 10kV 侧 952 开关停电， 220kV、110kV 侧开关正常运行，计量人员对 2 变 952 开 关的计量回路 TA 进行试验，由于工作人员对回路不熟悉， 误将差动回路当作计量回 路，在通入电流时，主变差动保 护动作跳开高、中压侧主变开关，造成主变保护停电事故。 由于工作人员失误引起差动保护误动事故，从性质上 讲是严重的，属于考核事故，应想尽一 切办法避免。应对 工作人员加强安全教育和技术培训，在运行设备的二次回 路工作的人员， 应有严格的书面安全措施，逐项进行，并 应有专人监护,工作人员应加强工作的责任心，工 作时不 能凭印象，要依据图纸进行，杜绝此类误动事故发生。 3 结束语 差动保护是变压器的主保护，应满足可靠性、选择性、 灵敏性和速动性的要求。但因其 结构复杂，接线繁琐，安 装及检修改造过程中很有可能留下隐患。因此，在设计、 施工及以 后的检修改造过程中，必须严格按照规程要求， 认真分析，把好每个技术关，确保 TA 型号 、变比、二 次接线及二次电流接地方式等方面正确，杜绝差动保护误 动事故的发生。 参考文献 1 国家电力调度通信中心.电力系统继电保护典