幾起主變壓器差動保護動作的原因分析

張向春

內蒙古電力（集團）有限責任公司錫林郭勒電業局，內蒙古錫林浩特 026000

1 問題提出

各個變壓器保護裝置廠家差動保護原理基本相同、使用電氣量單純、保護范圍明確、無時限動作，一般采用二次諧波閉鎖或波形對稱原理，一直作為變壓器的主保護，其運行情況直接關系到變壓器的安危。所以怎樣才知道差動保護的運行情況呢？怎樣才知道差動保護的整定、接線正確呢？將是本文討論的重點內容。

2 變壓器差動保護的原理介紹

變壓器差動保護與線路縱差保護的原理相同，都是比較被保護設備各側電流的相位和數值的大小。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）向故障點提供短路電流，流入差動保護繼電器的二次電流和流出的電流不相等，差動繼電器動作。由于變壓器發生故障時造成的后果非常大，因此應加強其繼電保護裝置的功能，以提高電力系統的安全運行。

3 變壓器比率差動保護程序邏輯框圖

1）變壓器差動保護程序邏輯原理。

在程序邏輯框圖中D1=Iact0、D2=KrelId/Ibrk為比率制動系數 整定值，D3為二次諧波制動系數整定值。可見比率差動保護動作的三個判據是“與”的關系，必須同時滿足才能動作于跳閘。而差動速斷保護是作為比率差動保護的輔助保護。其定值為D4=Iact.s，在比率差動保護不能快速反映嚴重區內故障時，差動速斷保護應無時延地快速出口跳閘。因此這兩種保護是“或”的邏輯關系。比率差動保護在TA 二次回路斷線時會產生很大的差電流而誤動作，所以必須經TA 斷線閉鎖的否門再經與門Y3 才能出口動作。當TA 斷線時 與門Y3 被閉鎖住，不能出口動作。

2）變壓器保護有主保護、后備保護和輔助保護。

能反應繞組內及其引出端上的相間短路；能反應繞組內的匝間短路；由外部短路引起的過電流；由過負荷引起的過電流；油面降低；油溫上升。變壓器應配置必要的主保護、后備保護和輔助保護。主保護包括電流速斷保護和重瓦斯保護；后備保護包括過電流保護；輔助保護包括過負荷保護、輕瓦斯和溫度保護等。

4 關于幾起主變差動保護動作跳閘分析

鑒于變壓器差動保護在設計、安裝、整定計算等過程中可能出現的各種問題，結合變壓器差動保護原理，列舉我局主變主保護（包括主變差動、后備保護）動作、主變三側全部跳閘事件4 起，具體事件如下。

1）3 月21 日10：19 時，某220kV 變電站1#主變中壓側“南自X-1202 間隙保護”動作，主變三側跳閘，導致部分縣市、蘇木停電。經分析，引起本次越級跳閘事件的因素主要有以下幾點。

（1）該220kV 變電站所帶下級一座110kV 變電站110kV 寶達線線路故障，出線保護動作因開關機構故障未出口跳閘，越級至上一級110kV 查寶I 回。

（2）110kV 查寶I 回出線保護因零序壓板未投、保護拒動，越級至110kV 玉查線。

（3）由于該220kV 變電站1#主變中壓側零序與間隙回路接錯、間隙保護壓板誤投、導致主變保護越級跳閘，主變三側跳閘，切除故障。

發現問題：

（1）開關、保護未按時做預試，存在運行隱患不能及時發現。

（2）保護裝置沒有按定值要求投退保護。

（3）基建工程設計出現漏洞，施工、監理未發現問題。

（4）工程調試、驗收未能最后發現問題。

2）7 月27 日21：05 時，某220kV 變電站2#主變“南京新寧PST-1200 差動保護”動作，主變三側跳閘，導致35kV 基地線停電（當時35kV 溫白線故障試送）。

經分析，引起本次主變差動保護動作因素為：2#主變“南京新寧PST-1200 差動保護”中“變壓器接線方式”控制字為內部廠家程序輸入，2#主變實際接線形式為“YNyn0yn0d11”型，“d11”為變壓器10kV 平衡線圈，廠家誤把接線形式輸入為“YNyn0d11”型，導致35kV 側受到故障沖擊時主變差動計算電流大√3 倍，差動保護誤動。

發現問題：

（1）廠家在保護裝置做程序時，未按主變實際接線正確輸入。

（2）2#主變35kV 側負荷在主變投運后長時間未接入負荷，導致因35kV 未參與差流計算而不能及時發現差流異常。

（3）設備廠家應在驗收中與工程驗收人員共同檢查核對由廠家負責整定的涉及保護的重要參數。

3）10 月8 日18:33 時，某110kV 變電站1#主變“珠海優特UT-9931C 差動保護”動作，主變三側跳閘，導致該變電站所帶負荷全停。

經分析，引起本次主變差動保護動作因素為：10kV 母線與主變戶外連接排上刮上塑鋼包裝帶，導致相間短路，因在主變差動保護區內，主變差動保護正確跳閘，切除故障。

發現問題：

（1）設備運行周邊環境雜物多，在惡劣環境中易導致雜物飛上運行設備。

（2）主變帶電部分防護措施不到位。

4）10 月13 日13:48 時，某110kV 變電站5#主變“東方電子DF3330 差動保護”動作，主變兩側跳閘，當時一條110kV 線路跳閘，該變電站變所帶負荷全停。

經分析，引起本次主變差動保護動作因素為：在110kV 線路故障跳閘后再次重合時，5#主變受到10kV 負荷啟動沖擊，“東方電子DF3330 差動保護”未能閉鎖區外負荷沖擊導致保護誤動。

發現問題：

（1）5#主變為35kV 變10kV 變壓器，因10kV 多為水泥制品企業，為防止單相接地對變壓器造成影響，保護整定采用差動“至少有一相差動電流滿足動作條件時，比率差動電流保護允許出口”，即將“比率差動循環閉鎖”控制字退出，但廠家在綜合該保護在區內其它盟市誤動的經驗，建議將“比率差動循環閉鎖”控制字投入，即“至少有兩相差動電流滿足動作條件時，比率差動電流保護才允許出口”，增加保護閉鎖條件、防止保護誤動。

（2）該保護廠家的保護裝置不能滿足不同方式下的保護應用，應加以改進。

（3）從廠家側面了解，該保護在不同地區已多次誤動，應多關注。

5 結論

隨著繼電保護調試人員及現場運行人員的知識水平不斷提高和實踐經驗的不斷總結，對各個廠家變壓器保護裝置原理的熟悉成度不斷增加，發生變壓器保護誤動事件的幾率將會大大減少。從而電網的安全性、供電可靠性技術指標將會有極大的改善。

[1]賀家李，等.電力系統繼電保護原理[M].水電出版社，1984.

[2]李明遠.變壓器差動保護帶負荷測試分析[J].中國高新技術企業，2009.

[3]許建安.繼電保護整定計算[M].中國水利水電出版社，2001.

[4]施立安.淺談變壓器差動保護帶負荷測試[J].中國電力教育，2005.

[5]張文紅.關于變壓器安全運行及保護問題的分析[J].中國科技信息，2008.