電力變壓器差動保護誤動作原因分析

摘要：本文對兩起引起電力變壓器差動保護誤動作原因進行了分析，查找出了不正確動作的原因，并提出了相應的整改措施。

關鍵詞：電力變壓器 電流互感器 差動保護 誤動作

電力變壓器是電力系統中十分重要的供電設備，它的故障將給電力系統的正常運行及供電可靠性帶來嚴重的影響。反映變壓器內部故障的主保護是差動保護，其動作原理是：當區內發生某些短路性故障的時候，在變壓器各側電流互感器CT的二次回路將產生大小相同，相位不同的短路電流，當這些短路電流的向量和即差流值達到一定值時，跳開變壓器各側斷路器的保護，這就是變壓器的差動保護。但是在實際運行中，變壓器在沒有發生故障時繼電保護裝置發生誤動作，造成變壓器非正常停運。本文通過對兩起因電流互感器原因造成變壓器差動保護誤動作進行了分析，查找出了不正確動作的原因，并采取了相應的對策。

1 事故案例

1.1 故障概況

某變電所正值改擴建，設有兩臺主變壓器，1#變壓器已投入運行，電壓比為35/6kV，該變壓器差動保護為電磁型，其執行元件為LCD-16型差動繼電器，2#變壓器正在安裝中，1#變壓器的保護屏及控制屏框架已點焊在基礎槽鋼上，槽鋼與變電所主接地網相連，某日1#變壓器差動保護動作，兩側斷路器跳閘。

1.2 原因查找

首先對1#變壓器的外觀進行了檢查，未發現異常。然后檢查了氣體斷電器，發現氣體斷電器中無明顯氣體。對變壓器線圈絕緣電阻、吸收比等進行了試驗，保護試驗合格。檢查了電流互感器二次接線正確，結果無誤，檢查了二次回路，發現二次回路有三點接地，接地點分別在保護屏、控制屏和配電裝置。據現場值班人員反映，1#變壓器開關跳閘時，一焊接工人正在將2#變壓器的保護屏及控制屏框架與基礎槽鋼點焊，當時電焊機的接地引出線就近接在1#變壓器保護屏基礎槽鋼的上，電焊機的相線與2#變壓器保護屏的框架進行焊接。分析原因：電焊時，電焊機的副邊一端接焊鉗，另一端接被焊物，電焊電流經電流互感器二次側、電流繼電器、電流表分別形成了回路，電焊電流大大超過了電流繼電器的動作整定值，因此造成1#變壓器差動保護動作。

1.3 分析處理

1#變壓器開關跳閘原因查出后，我們只在配電裝置保留電流互感器的一處接地點，其余接地點均予排除。規程規定：差動保護的二次電流回路接地時，包括各側電流互感器的二次電流回路，必須通過一點可靠接于接地網。因為一個發電廠和變電站的接地網各點并非絕對等電位，在不同點之間有一定的電位差，如果差動保護的二次電流回路在接地網的不同點接地，接地網中的不同接地點間的電位差，產生的電流將會流入保護二次回路，這一電流將可能增加差動回路中的不平衡電流，使差動保護誤動作。

1.4 結論

主變壓器差動保護裝置誤動作，主要是由于電流互感器二次回路多點接地造成的。

2 事故案例

2.1 故障概況

某35kV變電所，主變為SJL－2500千伏安；電壓比為35/10.5千伏；采用差動保護，用三相BCH－2型差動繼電器，35千伏側電流互感器選用LRD-35型，變比為75/5。10千伏側電流互感器選用LQJC-10型，變比為200/5，差動繼電器選用BCH-2型。某日該所出線的10kV線路發生三相短路故障，該線路速斷保護動作，開關跳閘，同時該變壓器差動保護誤動作的擴大性事故。

2.2 原因查找

主變差動保護誤動作后，我們對可能引起保護誤動作原因進行了詳細排查：

①對變壓器進行試驗檢查，未發現變壓器參數異常；

②檢查高低壓側電流互感器相序是否一致，經過現場認真的檢查電源的相序是正確的；

③檢查電流互感器的二次回路是否斷線，結果接線正確，并對電流互感器二次回路接地進行了檢查，符合規程要求。

④對BCH－2型差動繼電器進行了校驗，測六角圖及差電壓，結果均符合要求。

⑤對高低壓側電流互感器的伏安特性進行了試驗，如下表1，發現35kV側電流互感器易飽和。

從表1數據可以看出，可能35kV側LRD-35型電流互感器的伏安特性不符合要求。根據繼電保護的運行經驗，在實際運行條件下，保護用的電流互感器的電流誤差不允許超過10%，因此為滿足這一要求，在保護用電流互感器投入運行前，要做“電流互感器的10%誤差曲線”以確定其是否能夠投入運行。于是，查閱了該變壓器投入運行時的相關資料，發現在投入運行前沒有按照電流互感器10%誤差曲線進行校驗。

由于電流互感器鐵心具有逐漸飽和的特性，在短路電流下，電流互感器的鐵心趨于飽和，如果不滿足電流互感器的10%誤差曲線要求，電流互感器的容量不足以提供二次負荷所需的要求，在故障時差動保護誤動作是造成這次跳閘的原因。

2.3 分析處理

誤動作原因查出后，我們又查閱了相關資料，當電流互感器不滿足10%誤差曲線時可以采取以下措施：

①提高電流互感器的變比。

②增加二次電纜截面。

③串聯備用相同級別電流互感器的二次繞組，使負荷能力增大1倍。根據實際情況，我們采取了第③項措施重新校核了35 kV側電流互感器的10%誤差曲線，結果滿足要求，并對二次回路負載阻抗進行了校核，結果合格。跳閘故障處理解決后該變壓器投入運行至今，再沒有發生過因差動保護范圍外的穿越性短路故障時，造成該變壓器差動保護誤動作發生的現象。

2.4 結論

當電流互感器不滿足10%誤差要求時，將造成保護的不正確動作。在電流互感器接入系統容量變化或新裝保護投入運行時，不可忽略根據差動保護區內短路故障時穿越變壓器的最大短路電流和實測的差動回路二次負荷，校核保護用CT的10%誤差曲線是否滿足要求，確保CT在10%誤差范圍內，以提高繼電保護的靈敏度，確保繼電保護裝置的正確動作。

3 結束語

變壓器差動保護的誤動或拒動，均會影響電網的安全穩定運行，因此在安裝調試過程中要把握每一個細節，嚴格按照檢驗條例和有關規程規定執行，提高差動保護動作可靠率。

參考文獻：

[1]張連彬等.變電常見異常運行實例分析與處理.1987年.