變壓器差動保護誤動分析及對策

　　0引言

　　電力變壓器是電力系統(tǒng)中最關(guān)鍵的主設(shè)備之一，它承擔(dān)著電壓變換，電能分配和傳輸，并提供電力服務(wù)。因此，變壓器的正常運行是對電力系統(tǒng)安全、可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟運行的重要保證。作為主設(shè)備主保護的微機型縱聯(lián)差動（簡稱縱差或差動）保護，雖然經(jīng)過不斷的改進，但是還存在一些誤動作的情況，這將造成變壓器的非正常停運，影響電力系統(tǒng)的發(fā)供電，甚至是造成系統(tǒng)振蕩，對電力系統(tǒng)發(fā)供電的穩(wěn)定運行是很不利的。因此對新建或設(shè)備更新改造的發(fā)電廠和變電站的變壓器差動保護誤動原因進行分析，并提出了防止變壓器差動誤動的對策。

　　1變壓器差動保護

　　變壓器差動保護一般包括：差動速斷保護、比率差動保護、二次(五次)諧波制動的比率差動保護，不管哪種保護功能的差動保護，其差動電流都是通過變壓器各側(cè)電流的向量和得到，在變壓器正常運行或者保護區(qū)外部故障時，該差動電流近似為零，當(dāng)出現(xiàn)保護區(qū)內(nèi)故障時，該差動電流增大�，F(xiàn)以雙繞組變壓器為例進行說明。

　　1.1比率差動保護的動作特性比率差動保護的動作特性見圖1。當(dāng)變壓器輕微故障時，例如匝間短路的圈數(shù)很少時，不帶制動量，使保護在變壓器輕微故障時具有較高的靈敏度。而在較嚴重的區(qū)外故障時，有較大的制動量，提高保護的可靠性。

　　二次諧波制動主要區(qū)別是故障電流還是勵磁涌流，因為變壓器空載投運時會產(chǎn)生比較大的勵磁涌流，并伴隨有二次諧波分量，為了使變壓器不誤動，采用諧波制動原理。通過判斷二次諧波分量，是否達到設(shè)定值來確定是變壓器故障還是變壓器空載投運，從而決定比率差動保護是否動作。二次諧波制動比一般取0.12～0.18。對于有些大型的變壓器，為了增加保護的可靠性，也有采用五次諧波的制動原理。

　　1.2差動速斷保護的作用差動速斷保護是在較嚴重的區(qū)內(nèi)故障情況下，快速跳開變壓器各側(cè)斷路器，切除故障點。差動速斷的定值是按躲過變壓器的勵磁涌流，和最大運行方式下穿越性故障引起的不平衡電流，兩者中的較大者。定值一般取(4～14)Ie。

　　2變壓器差動保護誤動作原因分析

　　根據(jù)變壓器差動保護誤動作可能性的大小，大致分為新建發(fā)電廠和變電站、運行中發(fā)電廠和變電站、設(shè)備更新改造的發(fā)電廠和變電站三個方面進行說明，這種分類方法并不是絕對相互區(qū)別，只是為了便于在分析問題時優(yōu)先考慮現(xiàn)實問題。

　　2.1新建發(fā)電廠和變電站變壓器差動保護誤動作原因分析新建變電站的變壓器差動保護誤動作，在變壓器差動保護誤動作中占了較大的比例，但這種情況的誤動作，一般大多在變壓器投運帶負荷試運行的72小時就會被發(fā)現(xiàn)。根據(jù)現(xiàn)場經(jīng)驗，可以總結(jié)以下幾方面：

　　2.1.1整定值不合理造成變壓器差動保護誤動作差動速斷定值和二次諧波制動的比率差動定值選擇不正確造成誤動作。差動速斷是在較嚴重的區(qū)內(nèi)故障情況下，快速跳開變壓器各側(cè)的斷路器，切除故障點。差動速斷的定值是按躲過變壓器的勵磁涌流和最大運行方式下，穿越性故障引起的不平衡電流，兩者中的較大者。定值一般取(4～14)Ie。對于保護定值的計算部門，特別是非電力系統(tǒng)的定值計算部門，往往根據(jù)運行經(jīng)驗，將差動速斷定值取為（5～6）Ie。這樣，就會造成變壓器在空載合閘時斷路器出現(xiàn)誤跳。特別是勵磁涌流對保護的影響，廣東某發(fā)電廠在變壓器保護設(shè)備更新改造后由于空合變壓器產(chǎn)生的勵磁應(yīng)涌流曾出現(xiàn)過以上誤跳現(xiàn)象。比率差動是當(dāng)變壓器內(nèi)部出現(xiàn)輕微故障時，保護不帶制動量動作跳開各側(cè)的斷路器，使保護在變壓器輕微故障時具有較高的靈敏度；而在區(qū)外故障時，通過一定的比率進行制動，提高保護的可靠性；同時利用變壓器空載合閘時，產(chǎn)生的二次諧波量來區(qū)別是故障電流還是勵磁涌流，實現(xiàn)保護制動。一般差動電流和制動電流都在額定情況下計算得到，但現(xiàn)場變壓器卻在一般運行方式下，由于電流互感器變比、同時系數(shù)、計算誤差的影響，就會導(dǎo)致變壓器實際運行時形成一定的差電流，導(dǎo)致比率差動保護誤動作。二次電流互感器（TA)接線方式整定值選擇不正確造成誤動作。對于微機保護來說，實現(xiàn)高、低壓側(cè)電流相角的轉(zhuǎn)移由軟件來完成，不管高壓側(cè)是采用Y型接線還是采用△型接線，都能得到正確的差動電流，和傳統(tǒng)的常規(guī)繼電保護比較，實際運用更方便、靈活，但也是由于這種靈活性、方便性，往往導(dǎo)致現(xiàn)場的差動保護誤動作。對于變壓器差動保護來說，如果二次電流互感器（TA)接線方式整定值選擇不正確，就不能實現(xiàn)高壓側(cè)相角的轉(zhuǎn)移，高低壓側(cè)差電流在正常運行情況下就不能平衡，從而造成差動保護誤動作。