变压器差动保护误动分析及对策
牵引变电所变压器差动保护误动作分析及建议
牵引变电所变压器差动保护误动作分析及建议发布时间：2022-06-30T07:44:26.116Z 来源：《新型城镇化》2022年13期作者：牛宣宁[导读] 次文章引出实际案例，通过对实际案例的分析出牵引变电所差动保护动作原理及分析差动保护动作可能，通过分析指出差动保护误动作判定依据以及如何避免差动保护误动作为避免差动保护提出合理建议。
中国铁路上海局集团有限公司南京供电段江苏南京 210000摘要：次文章引出实际案例，通过对实际案例的分析出牵引变电所差动保护动作原理及分析差动保护动作可能，通过分析指出差动保护误动作判定依据以及如何避免差动保护误动作为避免差动保护提出合理建议。
1、事故情况简介1.1牵引变电所供电方式介绍：弋江牵引变电所采用独立的电源进线且互为备用，主变保护投入备自投。
牵引所采用4台主变压器，变压器接线采用VX接线，两台运行、两台备用。
1.2事故详细分析：4月27日23时51分08秒，南京供电段芜湖检修车间在宁安高铁弋江牵引所执行04-28号工作票（调度命令58680），利用模拟2#主变重瓦斯动作进行主变倒换（2#、4#主变倒换至1#、3#主变）。
主变倒换过程中，1、3#主变保护装置差动保护动作。
保护报文：23时51分08秒713毫秒，弋江牵引所1#主变差动保护动作，高压侧电流IH1:0.810A，高压侧公共相电流IH2：0.810A，本主变低压侧电流IL1：0.000A，另一主变低压侧电流IL2：0.000A，差动电流二次谐波ICD2：0.110A，公共相差动电流二次谐波ICDG2：0.110A，差动电流0.810A，制动电流0.400A，公共相差动电流ICDG：0.810A，公共相制动电流IZDG：0.400A。
保护定值：平衡系数1.6，独立相的比率差动电流定值0.14A，差动制动电流1为0.29A，比率制动系数1为0.4，差动制动电流2为0.86A,比率制动系数2为0.6；公共相的比率差动电流定值0.28A，公共相差动制动电流1为0.56A，公共相比率制动系数1为0.4，公共相差动制动电流2为1.69A，公共相比率制动系数2为0.6。
变压器差动保护误动分析及对策
杜鹏 飞
科 Байду номын сангаас
变压器差 动保 护误 动 分析 及对策
（ 黑龙江省火 电第一工程公司， 黑龙 江 哈 尔滨 １００ ） ５ ０ ０
摘 要： 文章 对微机型 变压器差动保 护动作 的原 因， 事件的形成以及保护的原理给 予了详细地分析。对新建的、 从 运行的或设备更新改造 的发
电厂 和 变 电站 的 变 压 器 差动 保 护 误 动提 出 了对 策 。
关键 词： 差动保护 ； 误动 ； 动作特性 ； 电流互感 器 引言 以总结以下，ｌ １ 力面 较大的电 位差。 如果差动保护的二次电流回 路在接 电力变压器是电力系统中最关键的主设备之 Ｚ ． 整定值不 １ １ △理造成变压器差动保护误动 地网的不同点接地， 接地网中的不同接地点间的电
算部门， 往往根据运行经验， 将差动速断定值取为 （ ６ｉ。 ５— ） 这样 ｅ 器出现误跳。特别是励磁涌流对保护的影响 ， 广东 某发电厂在变压器保护设备更新改造后由于空合 变压器产生的励磁应涌流曾出现过以上误跳现象。 比率差动是当变压器内部出现轻微故障时， 保护不 带制动量动作跳开各侧的断路器， 使保护在变压器 轻微故障时具有较高的灵敏度； 而在区外故障时， 通过—定的比 率进行制动， 提高保护的可靠性； 同 产生的二次谐波量来区 实现保护制动。—般 差动电流和制动电 流都在 额定情况下计算得到， 但 现场变压器却在— 般运行方式下， 由于电流互感器 变比、 同时系数、 计算误差的影响 ， 就会导致变压器 实际运行时形 成一定的差电流 ， 导致比率差动保护 误动作。 二次电流互感器（删 完扔＝ Ｔ Ｉ ： 整定值选择 不正确造成误动作。 对于微机保护来说， 实现高、 低 压侧电流相角的转移由软件来完成 ， 不管高压侧是 采用 Ｙ型接线还是采用△型接线 ， ｉ 导 都｛彳 到正确 乜 的差动电流 ， 和传统的常规继电保护 比 ， 较 实际运 用更方便 、 灵活 ， 但也是由于这种灵活性 、 方便性， 往往导致现场的差动保护误动作 。 对于变压器差动 保护来说， 如果二次电流互感器（ Ｔ 接线方斌ｌ 鼗 值选择不正确 ，就不能实现高压侧相角的转移。 ２． ．２接线错误造成，压器差动保护误动作。电流 １ 变 互感器（ 性接反导致误动作。 Ｔ搬 对于微机保护来 说， 实现差动电流的计算由软件来完成 ， 不管是采 动电 流。 从电磁感应知道， 电流互感器（Ａ 极性 ， Ｔ洧 也就是 同名端 ， 变压器差动回路电流互感器（Ａ的同名端 Ｔ） 指向母线便胚 是指向变压器． 将对差动电流的计算 结果正确与否有直崩 向 。相序接反导致误动作。 电力系统正常的 相序为正序，也就是以 Ａ相为基 准， Ｂ相 比 Ａ相 超前 １０ ， ２￣ Ｃ相 比 Ａ相 滞 后 ２ － ２发电厂和变电站变压器运行 中差动保护 误动 作原因分析。 发电厂和变电 站变压器运行中出 现差动保护误动作的也不少见， 但对于—个发电厂 和变电站来说，这种误动作情况不是经常性的出 现， 而是要满足一定的条件， 甚至正常运行是很长 时间以后才会出现， 现就根据现场经验， 以下 总结 ｎ 个方面原因：类 电流互感器（Ａ的暂态饱和特 Ｐ Ｔ） 性导致差动保护误动作。 电流互感器（Ｉ的饱和实 １】 Ａ 际就是铁芯中的磁通达到饱和， 电流互感器（Ａ．－ Ｔ） Ｊ ／ ￣ 为 Ｐ和 Ｐ ｒ 两大类。Ｐ 类电流互感器（Ａ要求在稳 Ｔ１ 态情况下不饱和 ， Ｔ 类 电流互感器（ｌ则要求 而 Ｐ １） Ａ 在稳态和暂态的情况下都不饱和。 当采用 Ｐ 类电流 互感器（ Ａ ， Ｔ 州‘ 当外部存在故障 ， 外部故障切除瞬 间， 外部存在间歇性的短路情况等 ， 均容易导致变 压器差动保护误动作。 从国内多起变压器差动保护 误动作的实例， 也得到 步证明。变压器低压侧 真空断路器绝缘性能不良 ， 时 会导致差动保护误动 作。 ２ － ３设备更新改造的发电厂和变 电站变压器 差动保护误动作原因分析。 电流互感 （Ａ ￣ 器 Ｔｙ ： 供不准确造成差动保护误动作。更换电流互感器 （Ａ后， Ｔ ） 变压器各侧电流互感器（Ａ不匹配 ， Ｔ） 造成 差动保护误动作。 为使变压器差动回 路选用的电流 互感器（ Ａ， Ｔ】 均是能躲过暂态饱和特性 ， 然而在发 电厂和变电站改造更换电流互感器（Ａ的过程中， Ｔ） 忽视了这一点， 将电流互感器（ 重 成 Ｐ类或者 Ｔ 同时将两侧电流互感器（ 』 Ｔ 嗷 为 Ｐ类的 ， 这样在 外部故障存在时， 当满足一定条件时 ， 必然将导致 变压器差动保护误动作。 ３防止变压器差动保护误动作的对策 对于新建或设备更新改造的发电厂和变电站 的那些原因造成的变压器保护误动情况， 应严格按 照国家相关标准、 文件或者厂家说明书执行 ， 每一
变压器纵差动保护误动原因分析和防范措施
．
１Ｉ ． Ｈ极 性反 接引 起差 动保 护误动 作 安 装或更 改 二次 回路 时 ， Ｌ 将 Ｈ二 次线 圈极性 Ｋ 、 ２ １Ｋ 反接 ， 使二 次 接 引线 上 电流发 生 变 化 ， 在
差 动 回路 中形成 Ｉｐ 当区外故 障 Ｉｐ 于保 护定 值 时 ， 护将 误 动 作 。在 表 中分 析 了一 相 或 二 相 ｂ， ｂ大 保 或 三相六 类极 性反 接 的 电流向量 ， 与正确 电流 向量加 以比较 ， 求 出继 电器 中 Ｉｐ 小 。其 它 相 且 并 ｂ大
・
继电 保护・
电气 试 验
２０ 年第 ２ ０２ 期
变 压 器 纵 差 动 保 护 误 动 原 因 分 析 和 防 范 措 施
何 琦
（ 州市 涔天河 水利水 电管 理局 永 邮编 ：２ ０ ０ ４ ５０ ）
变压 器纵 差保 护是一 种完 善的快 速保 护 ， 是大 中型变 的主保 护 ， 作 的可靠性 对 变压 器稳 定 其动 运行 起着 重要 作用 。但 在实 际运 行 中特别 是新安 装或更 改二 次 回路 后 ， 正确 动作率 并不 高 ， 响 其 影
系统 的安 全运 行 。为此 ， 通过 对常 见的误 动原 因分析 ， 提 出相应 防范措 施 。 并
一
、
变压 器 纵差保 护正确 接 线分析
１ 变 压器 纵差保 护工 作原 理及接 线规定 ．
纵差保护按循环电流原理构成。见图 １ 当正常运行 或区外故障时 ， ， 在各 侧引导线 中形成环 流 ， 流入 差动 电器 电流 为 Ｉ ０ 保 护不 动 作 。 当区 内故 障 Ｉ＝２ ， 而 ， ｊ Ｉ当它 大 于 继 电器 动作 值 时 ， 保
Ｌ 二次 开路 ， Ｈ 在差 动 回路产 生 Ｉｐ引起保 护误 动作 。在表 中 ， 了 四类 Ｌ 开路 时 的电流 向量 ， ｂ， 分析 Ｈ 并标 出差 动 回路 Ｉｐ大小 。其它相 开路 ， 参照分 析 。 ｂ 请 ４ Ｌ 相加 紧错 误 （ ．Ｈ 接成反 序 ） 引起 差动保 护误 动 任两根 引线 号牌标 反 或对 接 ， 导致 相 别错 误 ， 在差 动 回路 中 产 生 Ｉｐ 引 起 差 动 误 动 。表 中分 ｂ， 析 了三类反 序 的 电流 向量 。其 它相反 序 ， 照分析 。 请参
变压器差动保护误动因素分析及解决措施
变压器差动保护误动因素分析及解决措施摘要：变压器保护常采用纵联差动保护和非电量保护作为主保护，当发生内部短路故障的时候，变压器两侧的电流互感器检测到差流，保护装置计算的差流值大于差动动作值时，保护发出跳闸命令。
而当发生外部短路，正确配置的差动继电器在极端条件下由于不平衡电流、励磁涌流等干扰下，保护发生误动。
在建设电力系统的过程中，需要根据变压器的重要程度以及容量等多种因素，将适当的继电保护装置安装在其中，保证差动保护的正确率。
通过这样的方式，保证变压器可以在运行中发挥自身的作用，提高电网运行的稳定性和可靠性。
基于以上背景下，本文主要分析了变压器差动保护误动因素分析及解决措施，可供参考。
关键词：变压器；差动保护；误动因素1变压器差动保护的基本原理分析就差动保护的原理来说，就是在变压器的各侧绕组上安装电流互感器，同时根据循环电流对二次绕组进行接线的，而各侧的CT端子引出线，可以根据同极性方向对其进行连接，并将差动继电器串入其中。
此时，在差动继电器中所流过的电流，实际上是变压器二次电流差值。
当区外出现故障或者在正常运行的前提下，差动继电器中流过的差流应该等于零。
在变压器的运行中，差动保护需要在以下几种情况下对数据进行处理：对于变压器中，不同侧的差动互感器，进行二次电流移项；当过滤区外发生接地故障以后，变压器中所流过的电流为零序电流；对变压器各侧的差动互感器中的二次电流，需要采用平衡系数的方式对其进行折算。
2变压器差动保护误动的主要因素分析2.1不平衡电流在正常状态下，变压器中的差动保护继电器并不会实现对电流的检测，但是，如果出现外部故障问题，就会出现一个很大的短路电流，并且其中含有谐波分量、非周期电流等，进而导致励磁电流出现急剧增加的现象。
其中，单项变压器的参数经过折算以后，所获得的等效电路为图1显示的结果：在电流互感器中所流经的I1（一次电流）为饱和状态，而低压侧的互感器中I2（二次负载电流）无法及时出现变化，所以就会有不平衡的电流进入到变压器差动继电器中。
主变纵联差动保护误跳闸几种原因分析
主变纵联差动保护误跳闸几种原因分析误跳闸是指在正常操作条件下，保护装置错误地将电力系统的一部分或全部切除电源。
主变纵联差动保护是一种常用的保护方式，用于保护电力系统的主变压器。
误跳闸的原因可能是多方面的。
以下是几种常见的主变纵联差动保护误跳闸的原因分析：1.外部干扰：当电力系统中存在外部干扰时，可能会导致差动保护误跳闸。
例如，周围环境中的闪电放电、强电磁场干扰等都可能引起保护装置的误动作。
这种情况下，应采取防雷措施或在保护装置周围设置屏蔽装置，以减小外部干扰对保护的影响。
2.信号误差：主变差动保护装置通过测量主变压器的高压侧和低压侧电流，进行差动计算并与设定值进行比较，从而判断系统是否存在故障。
然而，由于测量设备的精度限制、传输线路的质量等原因，测量的电流值可能存在误差。
当这些误差超过设定值时，差动保护可能会误动作。
因此，应定期校准测量设备，检查传输线路的质量并及时更换老化设备，以降低信号误差。
3.被保护设备故障：差动保护的作用是保护主变压器免受内部故障的损害。
然而，在主变压器内部发生故障时，例如主绕组短路、绝缘击穿等，电流分布会发生改变，导致差动保护误判为故障。
因此，在主变压器内部进行定期检查和维护，及时处理潜在的故障，可以减少误动作的概率。
4.设备参数变化：保护装置对电力系统进行保护时，需要设定一些参数，例如差动电流阈值等。
然而，由于主变压器的负载变化、温度变化等原因，电气参数可能会发生变化。
如果设定值与实际值不匹配，保护装置可能会误判为故障并跳闸。
因此，应定期检查和校准保护装置的参数，并根据实际情况进行调整。
5.人为操作错误：人为操作错误也可能导致差动保护误跳闸。
例如，误操作了与差动保护装置相关的设备，或者误操作了与主变压器相关的设备。
此外，对主变压器进行维护或检修时，可能会因为未按规定程序进行操作而引起保护装置的误动作。
因此，在操作保护装置前，应进行必要的培训和演练，并按照操作规程进行操作，以减少人为操作错误。
变压器差动保护误动作产生原因及对策分析
以通 过以下两种方法进行控制和预 防：一 是通 过装设 自耦变
当变 压器正常 运行或差 动保护 的保 护区外短路 时， 流人 流器进行 电流补偿 ， 自耦变流器一般装置在 电流互感器一侧 ，
差 动 继 电器 的 不 平 衡 电 流 小 于 继 电器 的 动 作 电流 ， 护 不 动 而对 于三 绕 组变 压 器 则应 该 装 设在 两 侧 。 二 是 利 用 中 间 变 流 保
为变 压器 一 、 次侧 的不 平衡 电流 。 二
形接线侧的电流互感器接成三角形接线， 变压器三角形接线侧
的 电流 互 感器 接 成 星 形接 线 ， 这样 变 压 器 两 侧 电流 互 感 器 的 二
次侧电流相位相 同， 消除了由变压器连接组引起 的不平衡 电流。
（） ２ 电流 互 感 器 变 比引 起 的 不 平 衡 电流 。为 了 使 变 压 器 两
励磁涌流必然给差动保护的正常工作带来不利 的影 响。
因 为 对 于 差 动 回 路 而 言 ， 由 于 变 压 器 的 励 磁 电流 只 流 入 变 压
—
—
斟 协 论 坛 ・２ １ 第 １ （ ） — — ０ ０年 期 下
变压器差 动保护误动作产 生原 因及对 策分 析
口 徐 良俊
３ ３０ ） ５００ （ 南平 电业 局 福 建 ・ 平 南
摘
要 ： 整个 电力系统中， 在 电力变压器是 一个重要 的组成元件 ， 其故障将对电力系统供 电可 靠性 、 稳定性、 安全
性及 系统 的正常运行带来众 多的严重影响。所以对电力变压器 的继 电保护是 一个必不 可缺 的过程 ， 差动保护又 是其 中的一个重要 内容。文章仅对 电力变压器差动保护误动作进行 阐述 ， 从不平衡 电流、 励磁涌流 、 Ｔ因素 三 Ｃ 方面分析 了误动作产生 的原 因， 并通过相关实例分别提 出解决误动作产生的措施。
变压器微机差动保护误动原因的分析及对策
Ｉ （ 一 ，／ Ｉ Ｉ 、 丁 ）
将这个表达式作相量图 ５中的“ Ｙ侧 电流移 相图” 比较 图 ５ △侧 ， “ 电流 的相 位 ” 可 见 Ｙ侧 电 流 移 相 后 和 △侧 电流 的相 位 是 一致 的 ， 没 ， 也 有零序电流产生 。
Ｉ ａ
（） ２ 整定计算人员必须深入理解差动保护的定值计算 。 首先 ，差动保护整定计算时应该按全容量 计算变压器低压侧额定 电流 ，不能按低压侧的实际容量计算。如 ５ ０ Ｖ主变 压器联结组别为 ０ｋ Ｙ Ｙ， １— １三侧 容量为 ７ ０Ｍ Ａ／ ０Ｍ Ａ／ ０Ｍ Ａ 计算 出高 【 ０ △～ ２ １ ， ／ ５ Ｖ ７ Ｖ ２ Ｖ ， ５ ４ 压侧额定 电流 ８ ６ 中压侧额定 电流 ｌ８ Ａ， ６ Ａ， ３ 低压侧额定 电流 １０ ８ ８ ２ ２Ａ。 低压侧额定 电流不应该计算 为 ２ ０ Ａ ３ Ｋ ＊ ／３＝ ８０ ４ ＭＶ ／６ Ｖ 、 ３５ Ａ。且流变变 比太大 ：０ ｋ ３ ０ ／、３ ｋ ３ ０／ 、５ Ｖ：０ ０１ ５ ０ Ｖ：２ ０１２ ０ Ｖ：２０ １３ｋ ５ ０ ／，带 主变差动保 护 负荷测试 时仅用一组 ６ Ｍｖｒ电抗器作 为负荷 电流 ， ０ ａ 是无法观察到实际 差 流 的存 在 。 其次 ， 核实主变各侧 开关流变 的变 比， 防止流变变 比整定错误。某 主变压器 １０ Ｖ侧开关流变变 比为 ２０５ 整定时整定为 ３ ０５ 用一组 １ｋ ０／ ， ０／ ， 电容器作为负荷电流检测差动保护是无法观察差流扁大的。 （） ３ 调试人员必须能够正确地做好差动保护的电流平衡性试验。 调试人员要学 会计算主变压器各侧的额定电流 ，有利于正确施加 合适 的电流进入差 动保护来观察差流的数值。如果电流平衡性试验时 差流偏大 ， 应该仔细思考施加电流的数值和相位的正确性 。 此举是验证 区外故障时差动保护动作行为的最好方法 。 （） ４ 做好投运前的带负荷测试工作 。 尽可能调整系统运行方式以满足变压器投运时差动保护带 负荷测 试的要求。 在主变压器带上超过 ２ ％的额定电流后 ， ０ 很容易发现差动保 护 中是否存 在羞流。不能够只用 一组 电容器或 电抗器作 为带负荷测试 的电流 ， 这样小 的负荷电流无法观察差 流的数值 ， 如果差动保护确实有 问 题 也 失去 了最 后 一 次 消除 失 误 的 机 会 。
变压器差动保护误动原因与对策
变压器差动保护误动的原因与对策摘要：电力变压器的正常运行是对电力系统安全、可靠、优质、经济运行的重要保证。
一旦发生故障遭到损坏，就要造成很大的经济损失，同时对地区的供电造成影响，因此一定要有完善可靠的继电保护装置来确保护其正常的工作；同时防止任何情况下的误动也是一项十分重要的工作，本文将从几个面来探讨变压器差动保护的误动原因以及防止措施。
关键字：变压器差动保护误动中图分类号：tm4文献标识码： a 文章编号：一.引言差动保护是变压器的主保护，其原理是反应流人和流出被保护变压器各端的电流差。
变压器在电力系统中的主要作用是变换电压，以利于电功率的传输和电能的分配，是发电厂、电网、用户之间的桥梁和纽带。
为了防止因为变压器产生故障而给电力系统的安全性和可靠性带来影响，对电力变压器采取了多种保护措施，变压器差动保护误动就是其中最为普遍的一种做法。
然而，系统运行中发现，因为电流不平衡、励磁涌流等因素经常会导致差动保护发生误动现象，更为重要的是差动保护误动经常影响到整个电力系统的安全可靠运行。
所以，关于变压器差动保护误动问题的研究具有十分重要的意义和价值。
二.变压器的差动保护概括变压器差动保护一般包括：差动速断保护、比率差动保护、二次(五次)谐波制动的比率差动保护。
差动保护的工作原理基尔霍夫电流定律，当变压器正常工作或区外故障时，内部不消耗能量，则流入变压器的电流和流出电流(折算后的电流)相等，差动保护不动作。
当变压器内部故障时，内部消耗能量，由电源侧向变压器内部提供短路电流，差动保护感受到差电流，差动保护动作。
差动保护由比率差动和差动速断两个保护功能组成。
二次谐波制动主要区别是故障电流还是励磁涌流，因为变压器空载投运时会产生比较大的励磁涌流．并伴随有二次谐波分量，为了使变压器不误动，采用谐波制动原理。
通过判断二次谐波分量，是否达到设定值来确定是变压器故障还是变压器空载投运，从而决定比率差动保护是否动作。
差动速断保护是在较严重的区内故障情况下，快速跳开变压器各侧断路器，切除故障点。
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变压器差动保护误动分析及对策
文章对微机型变压器差动保护动作的原因,从事件的形成以及保护的原理给予了详细地分析。
对新建的、运行的或设备更新改造的发电厂和变电站的变压器差动保护误动提出了对策。
标签：差动保护误动动作特性电流互感器
0 引言
电力变压器是电力系统中最关键的主设备之一,它承担着电压变换,电能分配和传输,并提供电力服务。
因此,变压器的正常运行是对电力系统安全、可靠、优质、经济运行的重要保证。
作为主设备主保护的微机型纵联差动(简称纵差或差动)保护,虽然经过不断的改进,但是还存在一些误动作的情况,这将造成变压器的非正常停运,影响电力系统的发供电,甚至是造成系统振荡,对电力系统发供电的稳定运行是很不利的。
因此对新建或设备更新改造的发电厂和变电站的变压器差动保护误动原因进行分析,并提出了防止变压器差动误动的对策。
1 变压器差动保护
变压器差动保护一般包括:差动速断保护、比率差动保护、二次(五次)谐波制动的比率差动保护,不管哪种保护功能的差动保护,其差动电流都是通过变压器各侧电流的向量和得到,在变压器正常运行或者保护区外部故障时,该差动电流近似为零,当出现保护区内故障时,该差动电流增大。
现以双绕组变压器为例进行说明。
1.1 比率差动保护的动作特性比率差动保护的动作特性见图1。
当变压器轻微故障时,例如匝间短路的圈数很少时,不带制动量,使保护在变压器轻微故障时具有较高的灵敏度。
而在较严重的区外故障时,有较大的制动量,提高保护的可靠性。
二次谐波制动主要区别是故障电流还是励磁涌流,因为变压器空载投运时会产生比较大的励磁涌流,并伴随有二次谐波分量,为了使变压器不误动,采用谐波制动原理。
通过判断二次谐波分量,是否达到设定值来确定是变压器故障还是变压器空载投运,从而决定比率差动保护是否动作。
二次谐波制动比一般取0.12～0.18。
对于有些大型的变压器,为了增加保护的可靠性,也有采用五次谐波的制动原理。
1.2 差动速断保护的作用差动速断保护是在较严重的区内故障情况下,快速跳开变压器各侧断路器,切除故障点。
差动速断的定值是按躲过变压器的励磁涌流,和最大运行方式下穿越性故障引起的不平衡电流,两者中的较大者。
定值一般取(4～14)Ie。
2 变压器差动保护误动作原因分析
根据变压器差动保护误动作可能性的大小,大致分为新建发电厂和变电站、运行中发电厂和变电站、设备更新改造的发电厂和变电站三个方面进行说明,这种分类方法并不是绝对相互区别,只是为了便于在分析问题时优先考虑现实问题。
2.1 新建发电厂和变电站变压器差动保护误动作原因分析新建变电站的变压器差动保护误动作,在变压器差动保护误动作中占了较大的比例,但这种情况的误动作,一般大多在变压器投运带负荷试运行的72小时就会被发现。
根据现场经验,可以总结以下几方面:
2.1.1 整定值不合理造成变压器差动保护误动作差动速断定值和二次谐波制动的比率差动定值选择不正确造成误动作。
差动速断是在较严重的区内故障情况下,快速跳开变压器各侧的断路器,切除故障点。
差动速断的定值是按躲过变压器的励磁涌流和最大运行方式下,穿越性故障引起的不平衡电流,两者中的较大者。
定值一般取(4～14)Ie。
对于保护定值的计算部门,特别是非电力系统的定值计算部门,往往根据运行经验,将差动速断定值取为(5～6)Ie。
这样,就会造成变压器在空载合闸时断路器出现误跳。
特别是励磁涌流对保护的影响,广东某发电厂在变压器保护设备更新改造后由于空合变压器产生的励磁应涌流曾出现过以上误跳现象。
比率差动是当变压器内部出现轻微故障时,保护不带制动量动作跳开各侧的断路器,使保护在变压器轻微故障时具有较高的灵敏度;而在区外故障时,通过一定的比率进行制动,提高保护的可靠性;同时利用变压器空载合闸时,产生的二次谐波量来区别是故障电流还是励磁涌流,实现保护制动。
一般差动电流和制动电流都在额定情况下计算得到,但现场变压器却在一般运行方式下,由于电流互感器变比、同时系数、计算误差的影响,就会导致变压器实际运行时形成一定的差电流,导致比率差动保护误动作。
二次电流互感器(TA)接线方式整定值选择不正确造成误动作。
对于微机保护来说,实现高、低压侧电流相角的转移由软件来完成,不管高压侧是采用Y型接线还是采用△型接线,都能得到正确的差动电流,和传统的常规继电保护比较,实际运用更方便、灵活,但也是由于这种灵活性、方便性,往往导致现场的差动保护误动作。
对于变压器差动保护来说,如果二次电流互感器(TA)接线方式整定值选择不正确,就不能实现高压侧相角的转移,高低压侧差电流在正常运行情况下就不能平衡,从而造成差动保护误动作。
2.1.2 接线错误造成变压器差动保护误动作电流互感器(TA)极性接反导致误动作。
对于微机保护来说,实现差动电流的计算由软件来完成,不管是采用加的算法还是采用减的算法都能得到差动电流。
从电磁感应知道,电流互感器(TA)有极性,也就是同名端,变压器差动回路电流互感器(TA)的同名端指向母线侧还是指向变压器,将對差动电流的计算结果正确与否有直接影响。
相序接反导致误动作。
电力系统正常的相序为正序,也就是以A相为基准,B相比A相超前120°,C相比A 相滞后120°。
如果变压器任意一侧的电流互感器(TA)出现相序接错的情况,就会形成差电流,导致变压器差动保护误动作。
电流互感器(TA)中性线没有按照一点接地原则接线导致误动作。
差动保护的二次电流回路接地时,包括各侧电流互感器(TA)的二次电流回路,必须通过一点可靠接于接地网。
因为一个发电厂和变电站的接地网各点并非绝对等电位,在不同点之间有一定的电位差,当发生区外短路
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接地,接地网中的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。
高低压侧断路器操作回路存在寄生现象导致误动作。
对采用两套独立运行的双直流系统的变电站,当高低压侧断路器操作回路存在寄生现象,亦即两套直流系统之间存在寄生回路时,容易造成保护误动。
2.2 发电厂和变电站变压器运行中差动保护误动作原因分析发电厂和变电站变压器运行中出现差动保护误动作的也不少见,但对于一个发电厂和变电站来说,这种误动作情况不是经常性的出现,而是要满足一定的条件,甚至正常运行是很长时间以后才会出现,现就根据现场经验,总结以下几个方面原因:P类电流互感器(TA)的暂态饱和特性导致差动保护误动作。
电流互感器(TA)的饱和实际就是铁芯中的磁通达到饱和,电流互感器(TA)分为P和TP两大类。
P类电流互感器(TA)要求在稳态情况下不饱和,而TP类电流互感器(TA)则要求在稳态和暂态的情况下都不饱和。
当采用P类电流互感器(TA)时,当外部存在故障,外部故障切除瞬间,外部存在间歇性的短路情况等,均容易导致变压器差动保护误动作。
从国内多起变压器差动保护误动作的实例,也得到进一步证明。
变压器低压侧真空断路器绝缘性能不良时,会导致差动保护误动作。
2.3 设备更新改造的发电厂和变电站变压器差动保护误动作原因分析电流互感器(TA)变比提供不准确造成差动保护误动作。
更换电流互感器(TA)后,变压器各侧电流互感器(TA)不匹配,造成差动保护误动作。
为使变压器差动回路选用的电流互感器(TA),均是能躲过暂态饱和特性,然而在发电厂和变电站改造更换电流互感器(TA)的过程中,忽视了这一点,将电流互感器(TA)更换成P类或者同时将两侧电流互感器(TA)更换为P类的,这样在外部故障存在时,当满足一定条件时,必然将导致变压器差动保护误动作。
3 防止变压器差动保护误动作的对策
对于新建或设备更新改造的发电厂和变电站的那些原因造成的变压器保护误动情况,应严格按照国家相关标准、文件或者厂家说明书执行,每一个流程均需要严格把关。
特别是变压器初次投运,一定要带负荷查看差电流,根据现场负荷情况再适当调整定值。
由于变压器的励磁涌流或和应涌流造成变压器差动保护误动作的,可采用调整差动保护启动门槛定值和调整差动保护二次谐波制动系数定值。
对于P类电流互感器(TA)的暂态饱和特性造成变压器差动保护误动作,可采用以下几点改进方法:采用D类、PR类带气隙的或者是TPY类的,或者是电流变换器等抗暂态饱和的电流互感器(TA);提高微机继电保护装置抗饱和的能力,特别是抗暂态饱和的能力。
4 结论
近年来,微机保护装置的应用日益广泛,但是变压器主保护的误动原因仍是多方面的。
我们只有在安装调试过程中把每一环节工作做细,按照检验条例和有关规程规定,严把整组试验关,积极采取相应措施,是可以提高变压器差动保护的可
靠性的,或者完全可以避免变压器在运行中差动保护的误动作。