220 kV 主变差动保护误动故障分析

唐明淑，钱永亮

(云南电网有限责任公司文山供电局，云南 文山 663000)

0 主变差动保护原理

主变差动保护作为变压器的主保护，能反映变压器内部相间短路故障、高压侧单相接地短路及匝间层间短路故障，差动保护是输入的各侧TA电流矢量差，当各侧TA 电流矢量差达到设定的动作值时启动动作元件。差动保护是保护各侧TA之间的故障，正常情况流进的电流和流出的电流在保护内大小相等，方向相反，相位相同，两者刚好抵消，差动电流等于零;故障时各侧电流向故障点流，在保护内电流叠加，差动电流大于零。驱动保护出口继电器动作，跳开各侧的断路器，使故障设备断开电源。

1 故障情况

1.1 电网运行方式

M 变电站1 号、2 号主变并列运行供110 kVⅠ、Ⅱ组母线，MN 线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ回并列运行供N 变电站负荷;NKⅠ、Ⅱ回线靠N 变电站侧断路器运行、靠K 变电站侧断路器处热备用状态;M、N 变电站110 kVⅠ、Ⅱ组母线均通过母联112 并列运行。系统接线如图1 所示:

图1 系统接线图

电站2 号主变保护动作情况:220 kV 2 号主变第二套保护纵差比率差动58 ms 动作跳主变三侧开关。

1.2 保护动作分析

调取了220 kV M 变主变故障录波信息、对比分析发现，在220 kV M 变主变故障同一时间，110 kV NKⅡ回线也发生B 相故障，110 kV MNⅠ、Ⅱ、Ⅲ回线B 相有较大故障电流流过。初步判断:由于区外故障引起主变稳态比率差动保护动作。如图2 所示:

图2 第二套保护中压侧电流

从电流波形的角度分析，2 号主变中压侧B 相电流曲线呈锯齿波形，A、C 两相电流波形平滑，进一步判断区外故障引起B 相TA 饱和，TA 饱和后导致变压器稳态比率差动保护动作。第二套保护的录波分别如图3 和图4，故障时高压侧三相电流分别为1.96 A、8.8 A 和0.94 A;中压侧三相电流分别为5.03 A、14.10 A 和7.34 A;低压侧三相电流基本为0;三相差流分别约为1.65Ie、3.37Ie 和1.71Ie。A 相和C 相TA 有不同程度的饱和，B 相TA 严重饱和，导致产生很大差流。

RCS－978YN 无饱和判据的比率差动动作方程和动作特性见图5，无TA 饱和判据区只经过TA断线判别(可选择)，励磁涌流判别即可出口，不经TA 饱和判别。它利用其比率制动特性抗区外故障时TA 的暂态和稳态饱和，而在区内故障TA 饱和时能可靠正确动作。

图3 第二套保护各侧电流波形

图4 第二套保护中压侧电流电压波形

图5 稳态比率差动保护的动作特性

由于区外故障时中压侧TA 饱和，导致主二保护RCS－978YN 感受到很大差流(见图3 和图4)。起动约10 ms 后，B 相差流达到2Ie，制动电流约2Ie (计算差动制动门槛为1.92Ie)，进入无TA 饱和判据区，此时差流中的二次谐波含量约47%，涌流判别元件闭锁比率差动保护。故障持续期间，B 相差流约3.35Ie，制动电流约2.68Ie，始终在无TA 饱和判据区。当差流中的谐波含量下降后，涌流判别元件开放比率差动保护，比率动保护动作。

2 故障分析及处理

2.1 故障处理

造成此次事件的主要原因:从主变中压侧套管TA 接线盒至主变本体端子箱的接线为变压器厂家配线，导致了接线错误。现场对TA 接线盒内接线进行改接，改接完成后，进行伏安特性试验，ABC 三相电流互感器的伏安特性拐点电压均为229 V－241 V 之间，具有一定的抗饱和能力，满足保护运行要求。

2.2 改进建议

1)提高验收质量。

2)110 kV 系统为双母线带旁路接线方式，建议主变第二套保护中压侧电流也取自中压侧进线断路器TA，110 kV 旁母可以带线路运行，但不建议带主变运行。

3)改进识别各绕组的方法

改进识别保护绕组、测量绕组及计量绕组的方法，可以用高精度的万用表测量二次绕组的阻值大小，一般而言，保护绕组的电阻值比测量计量绕组的电阻值大1 Ω 左右，通过这种方法可以快速识别绕组的用途。

3 结束语

综上所述，引起差动保护异常的还有很多因素，需要进一步完善继电保护监督制度，在设计、设备选型、安装调试、验收投运、维护检验等各个环节都加强技术监督。使各种隐患消灭在萌芽状态，保证电网安全稳定运行。

［1］南京南瑞继保电气有限公司.RCS－978YN 变压器成套保护装置技术和使用说明书［Z］.南京.

［2］高亮.电力系统微机继电保护［J］.中国电力，2007.

［2］王维.电力系统微机继电保护［J］.中国电力，2007.