35kV主变差动保护误动作事故的探讨

薛文忠　李樟

摘要：文章讲述的事故是某公司35kV中央变电所10kV电路故障中的主变差动防护措施，在测试地点的防护设施对事故的捕捉、保障设备对事故的记录、确保装置特性试验的开展以及电流的相互感应装置等进行了全面的、深入的探究，寻求发生此保护动作的原因所在，并尽可能地找到合理解决此事故的方案和办法。

关键词：变压器；差动防护；线路短路；相互感应装置

中图分类号：TM343 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）14-0105-02

2012年在某公司35kV中央变电所10kVⅠ段线路发生了一起短路事件，该短路事件发生的原因在于10kV线路Ⅰ段上水线三相金属导致的短路。在发生短路现象时，线路会在最短时间内中断电流，这样可以有效地保护好动作跳闸。在该过程中，误动作的出口主要受1#主变差动的保护，而随之会影响到1#的主变高和低压侧的开关，在这一系列的影响之下，最终导致了全站的电路被中断。

1 事故发生的过程

事故发生时，其电站的线路连接如下图1所示：

10kVⅠ段上水线线路三相金属在近端处发生短路，事故发生的瞬间，10kVⅠ段671开关线路为了有效地保护动作跳闸，事故一旦发生，保护装置中的瞬时电流就会随之中断。与此同时，1#主变差动的保护性装置差动保护也会出现动作跳闸。此时，跳开1#主变差动的防护装备差动保护同样存在动作跳闸的情况。这时，避免1#主变高、低压端开关的差动防护误动作跳闸性的事故。

2 现场检查的结果

2.1 671开关线路保护动作情况统计

瞬时电流速断保护动作时的具体数值：

C：63.729A 00086ms A：65.421A 00086ms

Ic：55.359A

2.2 1#主变差动保护动作情况统计

CT变化比例的具体数值：Idb：18.689A

示波值：T00017 R00084（该值大小从事件一开始被

记录）

2.3 通常情况下的时差保护差流及配备

2.3.1 差流值。

将上述的所有数值相互比较，容易发现Ⅰ段671开关是的瞬时电流速断防护动作执行的时间要比1#主变差动防护动作执行的时间要提前很多，大概时间差在12ms前后。并且，Ⅰ段671开关保护是正确性的动作。

3 故障发生的起因

3.1 对1#主变本体的系统排查

在对1#主变本体进行系统排查时，不但囊括了主变压器的主体、套管和母线，还囊括了有主变高压的侧开关和低压侧开关等故障地点的所有设备的全面排查。最后，还要将检查的结果与原测试的结果展开详细的分析和对比，之后的结果需要符合有关的详细规范。

3.2 针对主变压器差动防护整定值的的探析

3.2.1 差动平衡系数的计算。在计算差动平衡系数时，必须预先给一组变量赋值：假定差动最小动作电流为所附的值，具体来说是1.149A；差动比率系数也为固定的数，数值为0.49；二次谐波制动的系数值为0.149，而差动速断电流的数值为19.11A，它也为定值。

在计算差动平衡系数时，差动保护平衡的系数可以根据自己的喜好任意地选择一侧作为计算的基数，在以主变高压一侧为二次电流的基准之上展开计算，由此可知，高压侧平衡的系数为1。具体的计算公式如下所示：

平衡系数=（高压侧电流互感器变化/中压侧电流互感器变化）/（变压器变比-）

依据上式能够得出平衡系数值，它的值为0.82477，所以，实际取得的平衡系数的数值即为0.82477。

3.2.2 差动最小动作电流数值。由文章数值可以得知，变压器为8MVA，35/10kV。很容易看出，变压器在低压端运算出的一次额定的电流值为461.88A，而在低压端的二次电流的数值却仅有4.60A。再将上述的计算结果和低压侧的平衡系数相乘，其结果为3.82A。我们可以推测出，差动最小动作的电流的变压器额定的电流数值在30%～55%这个范围内波动。而差动保护实际所取的额定电流的数值为最小值30%，它所对应的动作电流值为1.142A，在现实的整定中，动作电流值是1.15A。

3.2.3 比率制动、谐波制动系数大小以及最小制动电流的整定。经过运算得知，比率制动的系数整定值为0.54；而谐波制动的系数去取整数定值为0.15，在这个范围内的数值均是与运算规范文件中的要求相符。

3.2.4 差流速断运算。假设差流速断免去了变压器所具有的励磁涌流，在这种情况下导致的最可怕的外部故障是会引发不平衡电流以及电流互感器饱和程度太高等偶然性的状况，而这时实际的防护速断动作电流的整定值大概是19.12A。

依据上面的运算过程来看，主变压器差动防护所取的整定值的计算过程是科学合理的而最后计算的数值也是合理的。在这个数值范围内，不会导致保护动作的发生。

3.3 保护装置的特性试验

在对安全设施的最小动作电流、比率制动系数、二次谐波制动系数值等进行全面的数值计算及试验时，一般情况下会选取保护装置试验仪展开系统的测试和调试，只需运算的结果与运算的详细要求相符，并且没有出现电流回路的松动或是断线等紧急的情况，就能有效地维护线路的正常运转，而不会引起保护装置发生保护动作。

3.4 主变压器差动回路的二次线路的整合

2011年的年末，35kV中央变电所隐患治理中进行了全方位的、综合性的变革，所有二次接线及电流互感器都进行了试验或更换。在这次事故过程中，值得注意的是在清理规程中首先着重开展的是电流二次回路接线，由此可见，电流二次回路接线在整个电路中的重要作用。

在主变压器的本体中，采用的是Y/-11的接线方式。所以，在电流的两侧，同相相位是不协调的，也就是二者之间是不一致的。而通常情况下，三相对称时，主变压器的低压侧的二次电流会高于高压侧的二次电流，其电流的大小是30°，在需要先进安全防护设备时，低压侧的电流互感器所采取的是呈星状的连线方式，对于两侧相等的二次电流，由于双方之间有相位差，所以安全设备针对其差值采取了平衡性的处置，必须通过检查之后方能符合技术的详细要求和制定的规范性文件。

在核对电流互感器是时，觉察出在高压侧的方法已经被大众广泛地实施到了很多的视频监控体系中。而经过多年的工作实践总结得知，在这套方案的规划基础之上可以开展的步进式电机控制系统所付出的成本较少，而检测的结果的精度也较高，自动适应的能力比其他系统的能力强得多，可靠性也位居前列。

4 结语

针对此次事故发生的原因展开深入的分析，继电保护调试人员不仅要充分地掌握设备的具体操作流程和性能的把握，还要掌握其具体操作的规律，一旦发现主变差动保护进入投入状态之后，必须深入检查其差流值，正常的数值范围确保在3%二次定额数值以下。

在调试现场的保护装置对事故的记录、确保装置特性试验的开展以及电流的相互感应装置等进行了全面的、深入的探究，寻求发生此保护动作的原因所在，并尽可能地找到合理解决此事故的方案和措施，从而有效地维护电网的安全运行。

参考文献

[1] 袁季修.保护用电流互感器应用指南[M].北京：中国电力出版社，2009.

[2] 叶继.35kV主变差动保护误动作事故的分析[J].电子世界，2010.

[3] 吴聚业，等.电力系统继电保护[M].北京：中国电力出版社，2006.

作者简介：薛文忠（1979—），男，河南修武人，修武县电业局助理工程师，研究方向：电力系统继电保护及自动化；李樟（1979—），男，河南修武人，修武县电业局助理工程师，研究方向：电力系统继电保护及自动化。

（责任编辑：赵秀娟）