造成主變差動保護誤動作原因的探討

謝奎

摘 要：文章對微機型變壓器差動保護動作的原因，從事件的形成以及保護的原理給予了詳細地分析。對新建的、運行的或設備更新改造的發電廠和變電站的變壓器差動保護誤動提出了對策。

關鍵詞：差動保護；誤動原因；動作特性；電流互感器

電力變壓器是電力系統中最關鍵的主設備之一，它承擔著電壓變換，電能分配和傳輸，并提供電力服務。因此，變壓器的正常運行是對電力系統安全、可靠、優質、經濟運行的重要保證。作為主設備主保護的微機型縱聯差動（簡稱縱差或差動）保護，雖然經過不斷的改進，但是還存在一些誤動作的情況，這將造成變壓器的非正常停運，影響電力系統的發供電，甚至是造成系統振蕩，對電力系統發供電的穩定運行是很不利的。因此對新建或設備更新改造的發電廠和變電站的變壓器差動保護誤動原因進行分析，并提出了防止變壓器差動誤動的對策。

1 變壓器差動保護

差動保護是利用基爾霍夫電流定理工作的，當變壓器正常工作或區外故障時，將其看作理想變壓器，則流入變壓器的電流和流出電流（折算后的電流）相等，差動繼電器不動作。當變壓器內部故障時，兩側（或三側）向故障點流入短路電流，差動保護感受到的二次電流和的正比于故障點電流，差動繼電器動作。差動保護是變壓器的主保護之一，主要是為了防御變壓器繞組、引出線和套管的多相短路，中性點直接接地電網側繞組和引出線的接地短路，以及繞組匝間短路，縱差保護應符合下列要求：⑴應能躲過勵磁涌流和外部短路產生的不平衡電流；⑵應在變壓器過勵磁時不誤動；⑶差動保護范圍應包括變壓器套管及其引出線。

2 主變壓器差動保護誤動作有以下幾種原因

2.1 CT二次回路未短接造成開路運行

造成電流互感器二次回路短接不好的原因其中有：施工人員在短接過程中，短接不緊松動，接觸不良，導致運行中因為負荷增大而使CT回路發熱而使CT回路開路；在二次短接過程中不熟悉廠家說明書，造成短接錯誤，如220kV CT的每個繞組設置有3個引出端子（1S1、1S2、1S3），其中1S2端子在互感器內部不接線，為空端子，而安裝人員在設備安裝接線時，未熟悉設備說明書，短接錯誤，使CT開路運行，造成故障。

2.2 電流互感器變比錯誤

電流互感器在安裝前要經過校驗，以保證TA變比及特性的正確性，在接線過程中嚴格按圖紙要求施工，施工人員在工作中要仔細。但往往在施工工期緊張的情況下，調試人員認為廠家在出廠前已進行了校驗，忽略了該過程，致使安裝的TA變比出現錯誤，或在選擇TA變比時，接錯TA抽頭，而使主變保護流入與流出負荷不一致，而導致差流增大而誤動差動保護。因此，CT在進入投入使用前，必須進行嚴格校驗。

2.3 電流互感器極性不一致導致誤動作

我們可以從電磁感應知道，電流互感器是具有極性的，也就是說一次與二次應為同名端，變壓器差動回路電流互感器的同名端指向母線側還是指向變壓器，將對差動電流的計算結果正確與否有直接影響，過去的CT極性沒有統一的要求，最近幾年，南網中的變電站CT極性一般為一次P1指向母向，而二次側的S1應為電流回路的A、B、C端，而S2應為N端；CT回路相序接反導致誤動作，電力系統要求正常的相序為正序，也就是以A相為基準，B相應超前A相120°，C相應滯后A相120°。如果變壓器任意一側的電流互感器出現相序接錯的情況，就會形成差電流，導致變壓器差動保護誤動作。電流互感器中性線沒有按照一點接地原則接線導致誤動作。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，因此習慣性我們把差動組的各側CT在保護屏處進行并接最后于保護屏接地銅排處進行一點下地，因為同一廠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，當發生區外短路故障時，有較大的電流流入接地網，各點之間將會產生較大的電位差。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。

2.4 電流互感器的飽和特性變差

當外部存在故障時，容易導致主變差動保護誤動作，應定期對TA作變比、極性、伏安特性試驗，防止此類事故發生。保護裝置在現場進行檢修、安裝調試工作時，應對裝置作全面檢查及各種性能測試等工作，避免插件接觸不良，芯片損壞，接線錯誤或電流端子接觸不良等情況。

2.5 加強保護裝置定值核算管理，防止保護誤動

各保護裝置定值的整定可能會存在不同之處，故在整定時不能憑個人經驗進行整定，保護定值對保護裝置的運行起著尤為重要的意義。為了提高內部嚴重故障時保護動作的可靠性和動作速度，差動速斷保護不受二次諧波電流閉鎖條件的限制，而是靠電流值避開涌流，快速跳開變壓器各側的斷路器，切除故障點。差動速斷的定值是按躲過變壓器的勵磁涌流和區外最大故障電流下引起的不平衡電流值來進行整定的，定值一般取（5～6）Ie。但是在變壓器空載投入和外部故障切除恢復時，由于變壓器的鐵芯嚴重飽和，勵磁電流將劇烈增大，這時出現數值很大的勵磁電流，可達額定電流的6—10倍，這樣，就可能造成主變在空載合閘或外部故障切除恢復時出現誤跳。如果運行中發生過誤跳情況，可根據母線暫態短路電流的大小，在保證主變中、低壓側短路時差動速斷能可靠動作的前提下，適當增大定值。

3 結語

以上幾點是差動保護誤動的常見死區，為了能使電網可靠運行，我們要加強對繼電保護工作的敬業精神。繼電保護裝置是電力系統的重要組成部分，是保證電網安全穩定運行的重要技術手段，我們必須嚴格執行各項保護工作技術要求和反事故措施，確保繼電保護各項工作的正確性，從而保證電力系統設備和電網安全運行的可靠性。近年來，微機保護裝置的應用日益廣泛，但是變壓器主保護的誤動原因仍是多方面的。我們只有在安裝調試過程中把每一環節工作做細，按照檢驗條例和有關規程規定，嚴把整組試驗關，積極采取相應措施，是可以提高變壓器差動保護的可靠性的，并且可以避免變壓器在運行中差動保護誤動作事故的發生。

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