微机变压器差动保护装置与调试方法探讨

摘要：电力变压器是变电站的主要电气设备，能够保证电力系统运行的安全性和稳定性。变压器的差动保护所起到的作用十分重要，调试过程或装置上若有一丝错误，都会使整个电力系统的安全性和稳定性遭受严重影响。文章分析了变压器差动保护装置的主要原理、引起接线错误的缘由，并提出了注意事项，确保其调试方法的可操作性和规范性。

关键词：电力变压器；差动保护装置；调试方法；变电站；电气设备；电力系统 文献标识码：A

中图分类号：TM403 文章编号：1009-2374（2015）29-0076-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.29.038

变压器对于电力系统而言非常重要，而作为该电力系统的关键元件的差动保护装置能够保证其正常稳定运行，对于快速切除变压器内部及其套管引线发生的故障发挥重要作用。差动保护有着许多优点和有利优势，它灵敏度较高、选择性好，因此也成为了电动机、变压器、母线以及短线路等元件的主保护。在工程技术应用上，不用的变压器差动保护装置的计算方法是有出入的。依据笔者的工作经验，本文首先概述其相关的工作原理，接着阐述其在工程应用方面的主要接线方式以及关于差动保护的计算方法，并一一列举了关于主变差动保护的影响因素及其对应的解决方法，最后讲述了不同的差动保护装置的各自的调试方法，希望能为实际中的实务操作提供一定的参考价值和借鉴意义。

1 变压器差动保护装置工作原理概述

科学技术的日新月异促使了电力系统应用中的变压器差动保护装置不断扩大自身的范围。它在保护动作特性以及实时性方面有着无可比拟的优点和长处，如装置灵活程度高、可靠程度极高、功能齐全度高、结构简单、操作方便、维护和运行技术可靠性高等。

通常情况下，在两卷变压器的环境中，变压器差动保护装置的工作原理如下所述：在变压器正常运行的过程中，流经两侧的电流属于穿越性电流，当低压侧区出现意外情况的时候也同样如此。但是相关调查显示，该电流的方向与流经差动保护装置的二次电流并不相同，在方向上截然相反。依照计算方法；ICD=

|IAH+IAL|，IZD=（|IAH|+|IAL|）/2（即“微机变压器”差动保护“差动电流”和“制动电流”的计算方法），可以得知差动保护装置的电流大小以及电流的种类、特点。根据对相关现象的分析和观察我们可以了解到，差动保护装置在制动区有可能不发生动作。一旦变压器内部出现问题的时候，那么流经差动保护装置的二次电流AH将会与IAL之间的方向产生较大的变化，促使保护装置在电流大小上发生相应的变化，保护装置所承受和感应到电流强度将会得到相应的强化和提升，以此来达到相应的效果。通常情况下，变压器两侧电流大小和对位的关系就是差动保护装置的主要原理，这是我们长期研究和观察的结果，也在现实中得到了广泛的应用。具体的工作原理主要如下：大多数情况下，外部的故障电流以及其他电流都会由于制动作用的形成而被保护在制动中。一旦内部发生意外情况或出现突发问题，那么就会造成电流短时间内的失衡现象，但是在动作区内，由于受到相应的保护作用，当出现意外情况和问题的时候，借助于动作跳闸就能够避免相应故障的影响，起到一定保护影响。

2 变压器差动保护装置容易出现的问题

2.1 差动保护装置的主要影响因素

大多数情况下，接地短路等问题都属于变电器油箱内部故障的范畴，而相间短路等问题则是油箱过负荷故障常的见情形。变压器的常见故障则包括短路、过电压、过电流、过励磁及油箱升压和冷却故障等。此外，以下问题也是非常重要的：差动保护定值的计算；差动保护定值的设定以及调试等相关要素都会对整体的运行效果造成重要的影响和干扰。此外，对于接线方式等相关工作也应给予高度的重视跟关注。另外，对于“两侧的电流互感器选取标准存在出入导致的差动回路里易产生不平衡的电流”“变压器两侧不同的电流相位导致的差动回路和电流不平衡”等问题也是十分重要的。以上所列举的这些问题在进行调试的时候出现的几率和可能性极高，一旦出现这些问题，将对变压器的正常运作，甚至是电力系统的安全与稳定，都会产生非常大的影响。因此，我们要确保变压器调试的正常进行，保证调试的效果，严格按照相应的标准和规范进行，确保其性能和安全系数能够达到相应的要求，这是因为变压器差动保护装置与电力系统的良好运行状态息息相关。

2.2 变压器差动保护装置调试解决方法

目前的相关调试工作中所出现的问题，包括电流不平衡等，由于技术革新水平没有赶得上进度，而不能完全依靠技术来消除，只有其中一部分能够使用“二次谐波制动”或者是“放大差速定值”来解决。“移相的方式”是当前较为常用的解决方法，具有较为广泛的应用范围，通过对这种方式的应用能够在很大程度上促进变压器差动保护装置的平衡，促进预期目标的实现，减少意外情况的发生。

2.3 变压器差动保护装置整定数值计算

大多数情况下，差动元件各侧之间的电流系数平衡需要经过若干计算步骤来得出，具体如下：外部短路状态下的电流反相关系需要得到一定保障，而相位的校正则能够很好地起到这一作用。此外，由于变压器各侧CT不同而引起的“各侧电流的差异”，也需要得到有效的解决，为了能够保证差动保护器在出现外部故障的时候不会受到不必要的干扰和影响，我们应当采用幅值的方法来实现校正。通过这种方法进行校正的另一好处还在于，在此类校正的过程中能够计算出电流平衡、二次额定电流等相关系数。在完成了各项系数的确定后，能够在很大程度上保证变压器差动保护装置在调试过程中线路连接的正确性，进而提升差动保护装置的运行性能，为差动保护装置的安全可靠运行提供应有保障。

3 变压器差动保护装置的调试工作

3.1 准备工作

应对整个电厂的改造情况进行详细全面的调查，对于变压器差动保护装置的型号进行确切的了解，专业调试人员应在设备投入使用前负责好外部环境的清理工作，为变压器差动保护装置的调试运行创造良好的外部环境。在进行调试之前，相关的专业人员应当做好相应的准备工作，诸如资料和数据的记录整理、熟悉图纸以及各项细节性工作等。这些准备工作直接影响到调试环节的成败，不能忽视以上工作的重要性，因为它的完成程度决定了后期装置调试过程中出现的盲点都能被很好地控制，也跟后期定值的测验和确定息息相关。

3.2 保护装置功能测试

前期准备工作完成之后应测试保护装置功能，详细的步骤和流程如下：其一，确定保护装置的接线方式，对其实际的接线方式进行详细和认真的校验，将保护定值输入后将相同的高/低压侧相电流也加在相应端子上；其二，要开始着手交流量的精度实验，在此过程中应当注重对高压侧电流与低压侧电流进行取样工作，保证测试结果的科学性，为了可以使高低压侧电流数值被调整到最佳位置，我们还要做好相应的定值与侧值设定工作，认真进行精度系数的调整；其三，进入到了保护装置速断保护功能的校验流程。在进行速断保护功能的校验过程中，我们必须要保证保护装置可以达到“立即动作于跳闸”的效果；其四，需要确定CT的极性。为此，我们可以采用“直流法”来进行检测，确定CT的极性；其五，接线。接下来则要进入到具体的接线操作，之前的各项步骤已经确定了接线的方式，所以我们就需要遵循前文所述进行相应的接线处理，并确定接线和极性的正确性和无误性。该装置的正式投入使用是建立在这一系列安装和检测工作的基础上的。

3.3 调试过程中应当注意的问题

下面将谈谈在进行变压器差动保护装置调试过程中的一些值得高度重视和注意的问题，因为偶然的粗心或不谨慎所造成的错误，会对动保护装置效果的发挥和变压器的正常工作产生影响：必须要对保护装置的接线方式进行平衡系数的计算；接线方式一定要保持正确；一定要怀着认真细致的态度对CT极性进行检测，不仅要确保加极性和减极性，还要对是否是同极性进行确认；对于电力回路的接线方式的正确性必须细致地核实，以做到确保装置接线正确、定值设置正确；使用设备之前，最好开展对保护装置的回路、接线的状态的检测工作，确定不存在无开路现象，确保一切工作已经准备就绪才能将设备投入使用。

4 结语

变压器差动保护装置的调试和安装应当被予以高度的重视和关注，因为变压器对电力系统安全运行起着至关重要的作用。为了保障变压器工作的安全程度与稳定程度，差动装置的调试和安装的正确性和细致性不容忽视。同时，变压器差动保护装置调试存在的电流、定值、接线等因素也应受到严格的把关和监控。只有这样，才能使变压器运作起来，才能使整个电力系统的安全运作具有最大化的保障。

参考文献

[1] 军伟.变压器差动保护比较和校验[J].中国电力教育，2011，（18）.

[2] 凌毅，张勇军，李哲，等.变压器差动保护制动曲线测定新方法[J].继电器，2009，35（16）.

[3] 刘国中，张勇军，李哲，等.基于不同型号主变压器保护装置的差动调试方法分析[J].中国电力，2012，41（3）.

作者简介：张振华（1984-），男，广东河源人，广东省输变电工程公司助理工程师，研究方向：变电安装工程施工与调试。

（责任编辑：秦逊玉）