变压器保护差流越限告警分析＊

沈 竹，唐 明，许 伟

（湖州电力局，浙江 湖州313000）

0 引言

电力变压器是电力系统的重要电气设备，其安全运行关系到整个电力系统的安全稳定运行.由于变压器发生故障时造成的影响很大，故应加强其保护装置的功能和可靠性.纵联差动保护作为变压器内部各种故障的主保护，已得到广泛应用［1］.在变压器差动保护中，差动启动电流是保护动作的门槛值，极其重要.为了监视保护各相差流，不致达到差动启动电流值，目前的变压器纵联差动保护中都会引入“差流极限”告警这一功能.在微机变压器差动保护报“差流越限”告警时，应立即采取措施，及时进行处理，以避免差流值继续上升至保护差动启动值，发生保护误动的严重后果.

1 差流越限原因分析

1.1 差流越限缺陷现象

变电所变压器差动保护装置面板“报警”灯亮，且无法复归.装置显示报文：差流越限，监控后台报“差动保护差流越限”.

1.2 差流越限分析

变压器保护装置运行时有差流.故障原因主要有：装置电流插件故障、模数变换插件VFC极坏、定值设置错误、运行状态引起、电流二次回路异常等.

对保护装置背板电流输入线用钳形电流表进行测试，若钳形表显示正常而保护装置显示不正常，则可以判断为装置内部（交流变换插件、采样模块）故障；若钳形表显示不正常，则进一步到端子箱处用钳形表测试，电流显示正常则可以判断问题在二次回路上；若此处也不正常，则可以判断问题在电流互感器本体故障或本体上的接线错误，并特别要注意电流大小和方向与变压器的变比、接线组别、电流互感器的变比、接线和保护装置的原理（转角方式和平衡系数）［2］的关联.

差流越限告警定值设置是根据正常情况，监视各相差流异常，当某相差电流大于差流越限定值，并持续5～9秒（不同保护装置略有不同），延时发出告警信号.其判据如下：

Idφ＞Kyx﹡Icd.

式中，Idφ为各相差动电流，Kyx为保护装置差流越限系数，整定范围一般在1／5～1／2，Icd为主变差动保护起动电流定值.而主变差动保护起动电流Icd应按躲过正常额定负载时的最大不平衡电流整定［3］，其中已考虑各侧电流互感器的比误差、变压器调压引起的误差、由于电流互感器变比未完全匹配产生的误差等.

主变差动保护电流回路见图1.

图1 主变差动保护电流回路图

由此可知，如果主变差动保护起动电流整定考虑不周或差流越限告警定值有误，则保护装置都会报“差动保护差流越限”.另一方面，由于差流越限告警定值小于主变差动保护起动电流值，因此当运行状态改变后，特别是在某些特殊运行方式下出现较大的不平衡电流时，保护差流越限电流定值就可能躲不过这一不平衡电流，此时也会报出告警.

2 处理方案及实例

2.1 保护装置故障处理

首先使用钳形电流表，检查交流插件的输入电流是否正常.查看保护装置面板显示各相电流大小，与钳形表测量的输入回路电流大小进行比较，如各侧电流输入均正常，用钳形表所得数据与保护装置采样数据比较，以确定交流采样插件板好坏［4］.当实际测出各侧电流都有输入，而LCD显示有效值显示某相缺无电流，可以确定保护装置交流插件或模数变换插件损坏.

保护装置电流插件故障的处理方案：如果不停电处理，则需要先停用变压器保护，短接各侧电流输入并接地，再断开装置交流电流回路链连接片，分别更换好交流插件或模数变化插件后，加模拟量来调整刻度，同时观察LCD显示有效值是否与模拟量一致.① 若发现交流插件故障时，应立即更换电流插件，更换时应短接电流回路，防止电流回路开路.处理完毕后恢复保护装置运行.② 对于保护装置采样有CPU和DSP显示的，如CPU和DSP显示其中之一无，则检查更换低通滤波插件.注意一点：更换时应断开直流电源空开，严禁带电更换.

若未更换CPU插件，仅需做刻度及电流平衡试验，否则按全校要求做好相关试验.

2.2 定值设置错误或运行状态引起的处理

实例：某变电站＃1主变保护装置三相有差流，用钳形电流表测试主变各侧实际负荷电流，结合保护装置电流测量显示与钳形表显示一致，可判断电流输入回路正常，保护装置交流插件正常.初步判断有两种可能：一是设置错误；二是运行状态调整引起.

将保护改信号装置后，二次通流试验看出＃1主变110kV独立电流所通电流与保护装置显示不一致，检查发现＃1主变110kV独立电流接线的变比与装置整定的电流变比不一致，而导致主变差动保护出现明显的差电流，超过了越限定值.处理过程：重新整定保护装置电流变比，二次通流试验正常.

有载调压变压器在运行中需要经常改变分接头来调整电压，这样实际上改变了变压器的变比.差动保护的归算是按照额定或实际最有可能运行的电压来计算的.这样分接头位置改变后，会导致不平衡电流的产生5.虽然差动保护中已考虑了变压器调压引起的不平衡电流，但由于差流越限定值只有差动门槛的三分之一左右，因此当有载变压器调整分接头至最高档或最低档时很有可能引起“差流越限”告警.

2.3 二次回路异常处理

用钳形表测量保护屏是否有输入电流，当测量至某相无输入电流而LCD显示也没有时，基本就可确定二次电流回路存在异常.处理方法：首先从开关端子箱处测量电流互感器二次侧有输入，当需要短接电流回路进行测量回路绝缘电阻及是否导通时需要停用变压器保护或者停电处理，只有在停电主变或停用变压器保护后，才能在二次电流回路上做以上的检查工作，用仪器或万用表来测量电流回路电缆绝缘电阻大小或是否断线［6］.

当确认变压器保护装置和二次回路无异常时，则需使用钳形表测量开关端子箱处电流互感器二次侧有无输出电流，如果在开关端子箱隔离输入保护屏电流回路后，测量电流互感器二次侧没有电流，则可判断为电流互感器异常或电流互感器二次引出电缆断线所引起，这时因电流互感器无输出电流则需将开关检修，检查电流互感器，进行变比试验，如果确实为电流互感器伏安特性不符合标准规定则予以更换.

当检查发现保护屏处测得电流值与开关端子箱处电流值不一致，可判断开关端子箱至保护屏的电流回路有问题.应重点检查二次回路上各屏、端子箱内的电流端子排连接片、大电流端子短接情况；检查电流回路连接电缆、配线、接地等有无明显松动、铜线搭壳、绝缘破损等.若保护屏处测得电流值与开关端子箱处电流值一致，但某相电流仍异常，则必须停电处理.

当发现存在回路端子松动、连接不良等情况时，应进行紧固.对于电流端子，应特别注意二次接线的压接情况，防止因为电缆芯剥离较短而压接在电缆芯绝缘皮上的情况出现.在这种情况下，往往表现为电流不平衡，出现似通非通的现象.

当发现在二次回路上存在大电流端子断裂、电流端子排坏，必须进行更换时，应根据现场的实际情况，充分考虑可操作性和安全性，申请合适的设备状态进行处理.设备条件允许时，应停电处理.若无法停电处理，必须做好防止电流二次回路开路的措施后，进行更换端子排或大电流端子的操作［4］.

若电流互感器至开关端子箱处电缆有问题，必须停电处理.对电流互感器二次接线引出处和该电缆的整体绝缘进行检查.若接线及绝缘检查正常，则需对电流互感器进行试验，确认电流互感器是否需更换［1］.

实例：某变电站＃2主变保护装置B相有差流，将保护改信号装置后，二次通流试验看出＃2主变110kV套管B相电流存在分流现象.进行绝缘试验，发现B相套管电流二次接线端子内部存在接地情况，对主变本体进行放油，并拆开B相套管电流二次接线板，检查发现B相差动用电流端子内部连线金属裸露部分过长，碰到了铁壳造成了接地.处理过程：对金属裸露部分进行绝缘包扎处理，二次通流试验正常.

3 结论

本文对微机变压器差动保护的“差流越限”告警功能进行了原因分析，并通过实例提出了相应的处理方法和应对措施.在微机变压器差动保护的“差流越限”处理时应根据实际情况做好相应的安全措施.针对保护装置插件故障、定值问题，必须停用差动保护，并做好相关试验；如需对电流二次回路处理，必须停用差动保护，并防止TA二次开路.

［1］朱炳铨，裘愉涛，翁舟波.继电保护培训实用教训［M］.北京：中国电力出版社，2010.

［2］许世辉，支叶青.国家电网公司职业培训教材（继电保护部分）［M］.北京：中国电力出版社，2010.

［3］崔家佩，孟庆炎，陈永芳，等.电力系统继电保护与安全自动装置整定计算［M］.北京：水利电力出版社，1993.

［4］苏玉林，刘志民，熊森.怎样看电气二次回路图［M］.北京：中国电力出版社，1992.

［5］国家电力调度通信中心.电力系统继电保护典型故障分析［M］.北京：中国电力出版社，2001.

［6］国家电力调度通信中心.电力系统继电保护规定汇编［M］.北京：中国电力出版社，1997.