几起主变压器差动保护动作的原因分析

张向春

内蒙古电力（集团）有限责任公司锡林郭勒电业局，内蒙古锡林浩特 026000

1 问题提出

各个变压器保护装置厂家差动保护原理基本相同、使用电气量单纯、保护范围明确、无时限动作，一般采用二次谐波闭锁或波形对称原理，一直作为变压器的主保护，其运行情况直接关系到变压器的安危。所以怎样才知道差动保护的运行情况呢？怎样才知道差动保护的整定、接线正确呢？将是本文讨论的重点内容。

2 变压器差动保护的原理介绍

变压器差动保护与线路纵差保护的原理相同，都是比较被保护设备各侧电流的相位和数值的大小。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）向故障点提供短路电流，流入差动保护继电器的二次电流和流出的电流不相等，差动继电器动作。由于变压器发生故障时造成的后果非常大，因此应加强其继电保护装置的功能，以提高电力系统的安全运行。

3 变压器比率差动保护程序逻辑框图

1）变压器差动保护程序逻辑原理。

在程序逻辑框图中D1=Iact0、D2=KrelId/Ibrk为比率制动系数 整定值，D3为二次谐波制动系数整定值。可见比率差动保护动作的三个判据是“与”的关系，必须同时满足才能动作于跳闸。而差动速断保护是作为比率差动保护的辅助保护。其定值为D4=Iact.s，在比率差动保护不能快速反映严重区内故障时，差动速断保护应无时延地快速出口跳闸。因此这两种保护是“或”的逻辑关系。比率差动保护在TA 二次回路断线时会产生很大的差电流而误动作，所以必须经TA 断线闭锁的否门再经与门Y3 才能出口动作。当TA 断线时 与门Y3 被闭锁住，不能出口动作。

2）变压器保护有主保护、后备保护和辅助保护。

能反应绕组内及其引出端上的相间短路；能反应绕组内的匝间短路；由外部短路引起的过电流；由过负荷引起的过电流；油面降低；油温上升。变压器应配置必要的主保护、后备保护和辅助保护。主保护包括电流速断保护和重瓦斯保护；后备保护包括过电流保护；辅助保护包括过负荷保护、轻瓦斯和温度保护等。

4 关于几起主变差动保护动作跳闸分析

鉴于变压器差动保护在设计、安装、整定计算等过程中可能出现的各种问题，结合变压器差动保护原理，列举我局主变主保护（包括主变差动、后备保护）动作、主变三侧全部跳闸事件4 起，具体事件如下。

1）3 月21 日10：19 时，某220kV 变电站1#主变中压侧“南自X-1202 间隙保护”动作，主变三侧跳闸，导致部分县市、苏木停电。经分析，引起本次越级跳闸事件的因素主要有以下几点。

（1）该220kV 变电站所带下级一座110kV 变电站110kV 宝达线线路故障，出线保护动作因开关机构故障未出口跳闸，越级至上一级110kV 查宝I 回。

（2）110kV 查宝I 回出线保护因零序压板未投、保护拒动，越级至110kV 玉查线。

（3）由于该220kV 变电站1#主变中压侧零序与间隙回路接错、间隙保护压板误投、导致主变保护越级跳闸，主变三侧跳闸，切除故障。

发现问题：

（1）开关、保护未按时做预试，存在运行隐患不能及时发现。

（2）保护装置没有按定值要求投退保护。

（3）基建工程设计出现漏洞，施工、监理未发现问题。

（4）工程调试、验收未能最后发现问题。

2）7 月27 日21：05 时，某220kV 变电站2#主变“南京新宁PST-1200 差动保护”动作，主变三侧跳闸，导致35kV 基地线停电（当时35kV 温白线故障试送）。

经分析，引起本次主变差动保护动作因素为：2#主变“南京新宁PST-1200 差动保护”中“变压器接线方式”控制字为内部厂家程序输入，2#主变实际接线形式为“YNyn0yn0d11”型，“d11”为变压器10kV 平衡线圈，厂家误把接线形式输入为“YNyn0d11”型，导致35kV 侧受到故障冲击时主变差动计算电流大√3 倍，差动保护误动。

发现问题：

（1）厂家在保护装置做程序时，未按主变实际接线正确输入。

（2）2#主变35kV 侧负荷在主变投运后长时间未接入负荷，导致因35kV 未参与差流计算而不能及时发现差流异常。

（3）设备厂家应在验收中与工程验收人员共同检查核对由厂家负责整定的涉及保护的重要参数。

3）10 月8 日18:33 时，某110kV 变电站1#主变“珠海优特UT-9931C 差动保护”动作，主变三侧跳闸，导致该变电站所带负荷全停。

经分析，引起本次主变差动保护动作因素为：10kV 母线与主变户外连接排上刮上塑钢包装带，导致相间短路，因在主变差动保护区内，主变差动保护正确跳闸，切除故障。

发现问题：

（1）设备运行周边环境杂物多，在恶劣环境中易导致杂物飞上运行设备。

（2）主变带电部分防护措施不到位。

4）10 月13 日13:48 时，某110kV 变电站5#主变“东方电子DF3330 差动保护”动作，主变两侧跳闸，当时一条110kV 线路跳闸，该变电站变所带负荷全停。

经分析，引起本次主变差动保护动作因素为：在110kV 线路故障跳闸后再次重合时，5#主变受到10kV 负荷启动冲击，“东方电子DF3330 差动保护”未能闭锁区外负荷冲击导致保护误动。

发现问题：

（1）5#主变为35kV 变10kV 变压器，因10kV 多为水泥制品企业，为防止单相接地对变压器造成影响，保护整定采用差动“至少有一相差动电流满足动作条件时，比率差动电流保护允许出口”，即将“比率差动循环闭锁”控制字退出，但厂家在综合该保护在区内其它盟市误动的经验，建议将“比率差动循环闭锁”控制字投入，即“至少有两相差动电流满足动作条件时，比率差动电流保护才允许出口”，增加保护闭锁条件、防止保护误动。

（2）该保护厂家的保护装置不能满足不同方式下的保护应用，应加以改进。

（3）从厂家侧面了解，该保护在不同地区已多次误动，应多关注。

5 结论

随着继电保护调试人员及现场运行人员的知识水平不断提高和实践经验的不断总结，对各个厂家变压器保护装置原理的熟悉成度不断增加，发生变压器保护误动事件的几率将会大大减少。从而电网的安全性、供电可靠性技术指标将会有极大的改善。

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