造成主变差动保护误动作原因的探讨

谢奎

摘 要：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。

关键词：差动保护；误动原因；动作特性；电流互感器

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

差动保护是利用基尔霍夫电流定理工作的，当变压器正常工作或区外故障时，将其看作理想变压器，则流入变压器的电流和流出电流（折算后的电流）相等，差动继电器不动作。当变压器内部故障时，两侧（或三侧）向故障点流入短路电流，差动保护感受到的二次电流和的正比于故障点电流，差动继电器动作。差动保护是变压器的主保护之一，主要是为了防御变压器绕组、引出线和套管的多相短路，中性点直接接地电网侧绕组和引出线的接地短路，以及绕组匝间短路，纵差保护应符合下列要求：⑴应能躲过励磁涌流和外部短路产生的不平衡电流；⑵应在变压器过励磁时不误动；⑶差动保护范围应包括变压器套管及其引出线。

2 主变压器差动保护误动作有以下几种原因

2.1 CT二次回路未短接造成开路运行

造成电流互感器二次回路短接不好的原因其中有：施工人员在短接过程中，短接不紧松动，接触不良，导致运行中因为负荷增大而使CT回路发热而使CT回路开路；在二次短接过程中不熟悉厂家说明书，造成短接错误，如220kV CT的每个绕组设置有3个引出端子（1S1、1S2、1S3），其中1S2端子在互感器内部不接线，为空端子，而安装人员在设备安装接线时，未熟悉设备说明书，短接错误，使CT开路运行，造成故障。

2.2 电流互感器变比错误

电流互感器在安装前要经过校验，以保证TA变比及特性的正确性，在接线过程中严格按图纸要求施工，施工人员在工作中要仔细。但往往在施工工期紧张的情况下，调试人员认为厂家在出厂前已进行了校验，忽略了该过程，致使安装的TA变比出现错误，或在选择TA变比时，接错TA抽头，而使主变保护流入与流出负荷不一致，而导致差流增大而误动差动保护。因此，CT在进入投入使用前，必须进行严格校验。

2.3 电流互感器极性不一致导致误动作

我们可以从电磁感应知道，电流互感器是具有极性的，也就是说一次与二次应为同名端，变压器差动回路电流互感器的同名端指向母线侧还是指向变压器，将对差动电流的计算结果正确与否有直接影响，过去的CT极性没有统一的要求，最近几年，南网中的变电站CT极性一般为一次P1指向母向，而二次侧的S1应为电流回路的A、B、C端，而S2应为N端；CT回路相序接反导致误动作，电力系统要求正常的相序为正序，也就是以A相为基准，B相应超前A相120°，C相应滞后A相120°。如果变压器任意一侧的电流互感器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的二次电流回路，必须通过一点可靠接于接地网，因此习惯性我们把差动组的各侧CT在保护屏处进行并接最后于保护屏接地铜排处进行一点下地，因为同一厂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。

2.4 电流互感器的饱和特性变差

当外部存在故障时，容易导致主变差动保护误动作，应定期对TA作变比、极性、伏安特性试验，防止此类事故发生。保护装置在现场进行检修、安装调试工作时，应对装置作全面检查及各种性能测试等工作，避免插件接触不良，芯片损坏，接线错误或电流端子接触不良等情况。

2.5 加强保护装置定值核算管理，防止保护误动

各保护装置定值的整定可能会存在不同之处，故在整定时不能凭个人经验进行整定，保护定值对保护装置的运行起着尤为重要的意义。为了提高内部严重故障时保护动作的可靠性和动作速度，差动速断保护不受二次谐波电流闭锁条件的限制，而是靠电流值避开涌流，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区外最大故障电流下引起的不平衡电流值来进行整定的，定值一般取（5～6）Ie。但是在变压器空载投入和外部故障切除恢复时，由于变压器的铁芯严重饱和，励磁电流将剧烈增大，这时出现数值很大的励磁电流，可达额定电流的6—10倍，这样，就可能造成主变在空载合闸或外部故障切除恢复时出现误跳。如果运行中发生过误跳情况，可根据母线暂态短路电流的大小，在保证主变中、低压侧短路时差动速断能可靠动作的前提下，适当增大定值。

3 结语

以上几点是差动保护误动的常见死区，为了能使电网可靠运行，我们要加强对继电保护工作的敬业精神。继电保护装置是电力系统的重要组成部分，是保证电网安全稳定运行的重要技术手段，我们必须严格执行各项保护工作技术要求和反事故措施，确保继电保护各项工作的正确性，从而保证电力系统设备和电网安全运行的可靠性。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，并且可以避免变压器在运行中差动保护误动作事故的发生。

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