35kV变电站主变差动保护动作的分析与处理

张树磊

摘要：本文通过对上海大屯能源股份有限公司姚桥煤矿东风井35KV变电站变压器差动保护动作报告的分析，从中找出故障所在，并在较为详尽的分析基础上作出正确的处理措施。

关键词：变压器差动保护；误动作； CT绕组；饱和；分析

Abstract: Based on the analysis on the Dongfeng Coal Mine Shanghai Datun Energy Resources Co. Yaoqiao well 35KV substation transformer differential protection action report, find out the fault lies, and make a more detailed analysis on the basis of the correct measures to deal with.Key words: transformer differential protection; malfunction; CT winding; saturation; analysis

中图分类号：TM411+.4 文献标识码：A 文章编号：

0引言

变压器的差动保护是变压器的主保护，是按循环电流原理装设的，主要用来保护双绕组或三绕组变压器绕组内部及其引出线上发生的各种相间短路故障，同时也可以用来保护变压器单相匝间短路故障，差动保护在正常运行和外部故障时不应该动作。

姚桥煤矿东风井35KV变电站自投运以来，发生2次由于外部故障导致#1、2主变差动保护动作的情况，严重威胁着煤矿供电安全。

原因分析

该变电站#1、2主变的接线组别均为Y/△-11，容量为3.15KVA，Ie1为1.73A，Ie2为2.88A，高压侧CT变比为150/5，低压侧CT变比为500/5。

通过调取微机保护故障报告，数据分析：

1.1 1#主变

查看“故障录波数据”，波形如下：

图1

图2

从波形上看，应该是穿越性故障，可能是6kV出线故障，低压侧电流的波形很正常，但高压侧电流的波形在故障发生时波形出现了严重的畸变。

从差动保护的计算上分析，将高压侧电流（Y/△-11相位校正）与对应的低压侧电流（归算到高压侧的电流）二者进行比对如下：

图3

图4

图5

因装置要求变压器各侧的差动电流互感器均为Y形接线，并要求各侧均按同极性接入，即各侧电流均以指向变压器为正方向。实际的差动电流为求取的高低两侧电流的合值， 在差动CT接线正确的情况下，对Y/Y/△-11接线而言，与二者应当在幅值上相近、在相位上相反。

由上图可明显的看出图中的A、B、C各相的两波形基本满足在幅值上相近、在相位上相反，因此可以断定差动CT的接线没有问题。差动保护动作的主要原因应该是由于A、B、C三相高压侧电流波形的畸变而产生了差动电流。

由差动电流计算公式得出各采样点的差动数据，其图示如下：

图6

从保护事项记录中得到故障发生时差动动作电流为：Ida=8.87A、Idb=11.81A、Idc=19.25A。由于差动速断保护不受二次谐波闭锁，而C相差动电流值大于差动速断定值（6），故差动速断动作跳闸。

1.22#主变

1#主变差动跳闸后，6kV母联备自投动作，外部故障引起的穿越性电流又流经2#变内部，引起2#变差动速断动作。分析原理与1#变类似。录波数据如下：

图7

图8

图9

图10

图11

图12

后台保护事项历史记录中看出：

动作时A相差动电流值大于差动速断定值（6），故差动速断动跳闸。

2 結论

如上分析，由于主变高压侧二次电流波形的畸变，使得主变主保护装置测得的主变高低压侧电流出现不平衡，产生了很大的差动电流，导致主变主保护差动速断动作跳闸。经查实变压器高压侧CT分0.5和10P两个绕组，而差动电流接的是0.5级的绕组，通常0.5级是用来接测量的，10P是用来接保护的，所以导致主变高压侧电流波形发生畸变的原因应该是由于主变高压侧差动CT饱和而引起的。

申请#1、2主变停役，将#1、2主变高压侧CT绕组更换为10P级的保护绕组，并进行了相关的试验。#1、2主变运行至今，没有发生过由于外部故障切除，而导致#1、2主变差动保护动作的情况。

在矿区电网中，已发生过多次由于设计、安装、调试等阶段遗留的隐患，造成继电保护装置误动作的事故，严重威胁了矿区电网的安全，所以我们要加强以下两方面的工作：

1、严把设计、安装、调试关。在发、输、配电工程设计、初设审查、设备选型、安装、调试、运行维护、预防性试验等阶段实施继电保护技术监督，在设备质量全过程监督中实行验收签字制度。

2、继电保护是“牵一发，而动全身”的岗位，要加强对继电保护人员的培训，继电保护人员必须学习新保护的原理、性能及运行技术，保证新投产的设备能够稳定、正常地运行。

参考文献：

[1] 赵遵廉，王梅义，孙正运，王玉玲，吴晓梅等，《电力系统继电保护典型故障分析》中国版本图书馆CIP数据核字（2001）第10827号[M]。北京：中国电力出版社，2004。

[2]韩笑，赵景峰，邢素娟等，《电网微机保护测试技术》中国版本图书馆CIP数据核字（2005）第010362号[M]。北京：中国水利水电出版社，2005。

[3]山东积成电子股份有限公司，《CAT200系列——变压器测控保护装置技术使用说明书》。

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。