系统相序错误对主变差动保护的影响

王 音 韩学军 刘同和

(国网濮阳供电公司,河南 濮阳457000)

变压器差动保护是防止变压器内部故障的主保护，保护范围为输入高低压测电流互感器两端的矢量差，正常时流进保护装置的电流和流出的电流相等，如果非故障原因引起变压器两侧CT二次线圈环流不平衡，就可能会造成保护不正确动作。经分析，变电站主变压器相序接反会存在以下问题：

（1）不能和其它的线路合环。

（2）当用电用户三相电机时，由于和原来的相序相反能会引起电机倒转，严重时会造成人身伤亡事故。

（3）由于计量相序错误，可能会造成计量不准。

（4）接入变压器保护装置电流与实际相序不对应，可能引起保护误动作或者对事故原因分析不清。下面以某变电站因相序问题引起的主变差动保护长期存在差流为例，分析系统相序错误对主变差动保护的影响。

1 现场情况及原因分析

一次接线一般没有问题，但是由于工厂布局、技术条件、人为因素等的影响，相序接反的情况还是有可能发生的。35kV甲变电站变压器铭牌联结组别为YNd11的接线方式，改造投运后,变电二次检修人员带负荷校验时,发现主变保护装置显示有差流存在，检查二次接线后,并未发现异常，经全站核查，判断为35千伏进线接入时相序错误。

如果电压中有较大的三次谐波电势，电压波形会产生很大的畸变，而接线组别为YNd11可以有效地降低谐波量。但是，这样的接线方式使高压测电流的相位超前低压侧30°，必须对电流相位进行补偿后，保护装置才能无差流。本站变压器高低压侧电流互感器均按Y型方式接线,将各侧TA的二次电流接入保护中，相角误差和变比误差引起的不平衡电流在保护装置内部进行软件补偿。本站主变差动保护装置WDB-821C型电流相位补偿采用Y侧向△侧补偿的方法，公式如下：

图1 电流相位补偿Y侧向△侧补偿

下面分析系统相序问题对差动保护造成的影响。

（1）正相序时Y/Δ-11型变压器从图2向量图分析得出：对Y/Δ-11接线的变压器，系统电源正相序时，其高压侧和低压侧线电流向量相差330°（沿顺时针方向），即以高压侧线电流向量方向指向作为长针，指向12点，则低压侧线电流向量方向指向11点。如图2所示。

图2 正相序时Y/Δ-11型变压器的向量图

（2）逆相序时Y/Δ-11型变压器从图3向量图分析得知，系统相序反相时，其高压侧和低压侧线电流向量沿顺时针方向相差30°，即以高压侧线电（压）流向量方向指向作为长针，指向12点，则低压侧线电流向量方向指向1点。

图3 系统电源逆相序时Y/Δ-11接线组别变压器的向量图

由图可知，当系统一次相序相反时，主变的接线钟点数由11点变为1点，如果主变保护装置的定值仍按Y/Δ-11型变压器进行整定，则会造成流入的保护装置主变高低压侧电流，保护装置将长期有差流存在，随着负荷增大，会造成主变无跳闸，变电站全站失压。

2 解决方案

方案一：因变电站已投运，维持现有接线方式不变，通过上文分析可知逆相序时，变电站接线钟点数由11点变为1点，故只需将WDB-821C保护装置定值中的接线钟点数改为1点，就可保持流入装置的高低两侧电流平衡，不会有差流存在。但是，因10千伏开关柜仍是逆相序，甲变电站出线不可与其它出线合环操作，且无法解决用户电机逆转的情况，故此方案不可行。

方案二：从35千伏进线至甲站变压器之间通过电缆入地，将相序调整为正常相序，变压器联结组别仍为Y/Δ-11，流入保护装置高低压侧电流平衡，保护定值维持原定值即可，10千伏出线相序正确，此方案需结合停电计划执行，近期负荷较高，无法安排立即停电。

方案三：从35千伏进线至本站变压器保持原相序(即逆相序)，不在线路范围内改变一次接线。现场提出，首先将主变10千伏进线电缆进行A、C相对调后接入10千伏进线柜，保证10千伏出线相序为正相序，不会对用电用户造成影响。然后，由二次检修人员在变压器保护屏端子排处，调整进入保护装置的二次电流电压相序，从而实现相序转换，让差动保护装置的二次电流与电压相位一致，但不会改变接线方式钟点数，无需更改定值，以此消除变压器出现的差流,经现场核查主变保护装置无差流，可行。此为临时方案，临时方案执行期间，10千伏侧不安排合环操作，可安排停电后，执行方案二。

3 经验教训

3.1 相序错误对厂站各方面运行影响颇大，设计人员在设计前期必须充分了解厂站地形、设备分布情况、设备相序排列情况，慎重分析厂站各个一次设备布局，保证整个接线流畅、正确，避免引起相序接反的情况。

3.2 严格按照《继电保护和电网安全自动装置检验规程》规定带负荷检验,在线路或者主变新投、二次回路更改、PT、CT变动后，都需要进行带负荷测试，用实际负荷电流来验证CT绕组的极性、变比以及二次回路正确，防止差动保护等误动作。35千伏甲变电站投运时的带负荷测试就很好的发现问题，避免了保护装置的误动作。

4 结论

继电保护装置是保证电力系统安全稳定运行的第一道防线。因此，在实际工作中，在确定保护装置配置和构成方案时，应严格按照国家相关规定，并与电网结构、接线方式、运行方式等因素统筹考虑，合理安排，保证继电保护装置科学有效，在电力系统中发挥应有的作用。