變壓器差動保護誤動原因分析

陳繼祥

摘要：變壓器的運行是保證電力輸送穩定的基礎設施，需要對其進行差動保護，但是在實際運行中可能會出現差動保護誤動的現象。對此，本文將簡單分析變壓器差動保護的基本原理，然后對變壓器差動保護誤動因素、解決措施等，進行深入的總結、分析，以期為相關人員提供參考，強化差動保護的性能，提高變壓器運行的穩定性。

關鍵詞：變壓器;差動保護;誤動原因; 對策

變壓器保護常采用縱聯差動保護和非電量保護作為主保護，當發生內部短路故障時，變壓器兩側的電流互感器檢測到差流，保護裝置計算的差流值大于差動動作值時，保護發出跳閘命令。而當發生外部短路，正確配置的差動繼電器在極端條件下由于不平衡電流、勵磁涌流等干擾下，保護發生誤動。

1.變壓器差動保護原理

電力變壓器作為電網系統中不同等級電壓之間聯系的紐帶，廣泛應用于電網系統各個環節，變壓器的安全穩定運行牽涉面非常大，所造成損失往往難以估量。變壓器在實際運行時除受自然環境影響，還受到承載負荷的瞬時擾動，長期運行的變壓器容易出現各種故障和異常情況。作為變壓器主保護的縱聯差動（簡稱差動）保護和非電量保護，如果發生故障不能快速切除，不但會損壞變壓器，甚至會引發系統事故或大面積停電事故。因此，變壓器的繼電保護歷來是廠站保護中的重中之重，受到極大關注。

變壓器差動保護的原理是：在變壓器的各側繞組裝設電流互感器，二次繞組按照循環電流法接線，各側CT端子引出線按同極性方向依次相連，同時串入差動繼電器。此時差動繼電器中流過電流是變壓器二次電流差值。在正常運行和區外故障時流過差動繼電器的差流應為零。變壓器差動保護需要對數值進行如下幾類處理：一是對變壓器不同側的差動互感器二次電流進行移相;二是濾除區外接地故障時流過變壓器的零序電流;三是使變壓器各側差動互感器二次電流用平衡系數加以折算。

2.變壓器差動保護誤動的主要因素

2.1不平衡電流

在正常狀態下，變壓器中的差動保護繼電器并不會實現對電流的檢測，但是如果出現外部故障問題，就會出現一個很大的短路電流，并且其中含有諧波分量、非周期電流等，進而導致勵磁電流出現急劇增加的現象。如：在電流互感器中所流經的 I1（一次電流）為飽和狀態，而低壓側的互感器中 I2（二次負載電流）無法及時出現變化，所以就會有不平衡的電流進入到變壓器差動繼電器中。此時，如果系統中的不平衡電流，在一瞬間就達到峰值狀態，就會使得繼電器出現誤動作的現象。所以，需要減小甚至避免不平衡電流的出現，提高變壓器差動保護的作用。

2.2 CT二次回路斷線引起差動保護誤動

如果變壓器不同側的接線組別不一致，則由于高低壓側電流存在相位差，從而差動回路會產生不平衡電流。傳統的差動保護對此的處理方法是：改變CT二次回路接線來實現一次組別的“相位補償”。例如雙繞組變壓器最通常采用的是Y/dll接線，該種接線方法使得一次三角形側電流相位超前一次星形側300o，二次回路接線需將變壓器星形側的CT二次側接成三角形，而三角形側的CT接成星形，采用此方法調整后流入差動繼電器的差流相位差恢復為零。目前變壓器差動保護多采用軟件移相法，無需對CT二次接線進行更改，對于任意接線組別的變壓器，其CT二次回路都可以采用全星型連接，Y，d變換由微機裝置進行“相位補償”計算來實現內部移相，具體方法為“對稱分量法” 經“矩陣變換”計算得出。

CT如果發生二次回路斷線，最明顯特征是電流會立刻下降。在微機保護中，若某側電流只有一相或兩相電流為零，剩余其他相電流與起動電流相等，故障相電流的突變量大于定值，同時滿足上述條件則判定為CT斷線。差動裝置會閉鎖差動，防止變壓器差動保護誤動作。

2.3區外故障

如果變壓器的外區出現故障問題，會存在以下幾方面的因素出現差流，進而導致差動保護誤動：（1）電流互感器存在明顯的誤差，或者因為型號的差異出現更加明顯的誤差，使得不同側的電流不一致。在兩側互感器型號不同的情況下，尤其是在故障一側運用 P 級的互感器，而短路電流較小的一側如果安裝的是 TPY 級互感器，就會因為電流較大的原因使得暫態差異加大，此時就會出現差動保護誤動的現象。（2）在對變壓器進行調壓的過程中，電壓會在分接頭以后出現波動的現象，此時就會相應的出現不平衡電流問題，導致差動保護誤動。

3.變壓器差動保護誤動的解決措施

3.1 重視設備的選擇

在電力系統長期運行的狀態下，不僅變壓器需要進行差動保護，實際上發電機也需要實現差動保護，通過這樣的方式保證變壓器、發電機都能夠具備更強的穩定性。基于這一前提條件，可以保證電網可以為電力用戶提供更高質量的電力資源，同時增強變壓器運行環境的安全性，實現對工作人員的基本保護。另外，在對變壓器進行差動保護的過程中，需要對故障差動保護、非故障差動保護進行區分，同時在電力系統的運行中可以更加靈活、快速的確定發生故障的區域、位置，進而為工作人員的檢修提供有價值的參考。同時，避免差動保護誤動的關鍵，實際上需要提高其速動性，只有這樣的設備才可以在變壓器發生故障時，第一時間做出準確的反應。

3.2優化電流互感器

就變壓器差動保護誤動的問題來說，其中如果使用 P類電流互感器，很可能會產生暫態飽和的現象，或者因為其他問題而出現誤動等。為了解決因此而出現的差動保護差動問題，工作人員可以基于兩方面進行優化與處理：（1）盡可能使用其他不同類型的電流互動感，但是其必須具備抗暫態飽和問題的性能。（2）在變電站中繼電保護裝置是非常重要設備、部件，所以工作人員必須對其性能進行合理的選擇，為實現差動保護的目的提供重要的前提保障，提高變壓器運行的穩定性。通過上述的方式，可以在很大程度上對電流互感器進行優化，其具備規避差動保護誤動問題的作用。

3.3 對定值合理調整

為了可以對變壓器差動保護誤動問題進行預防、解決，工作人員就應該對定值進行合理的調整，將數值控制在最為科學、合理的范圍內。另外，為了實現對二次諧波制動系數、定值之間的關系，在完成定值的調整以后，工作人員還應該積極對二次諧波系數進行針對性的調整，避免影響二者之間的協調性。同時，要想降低工作的難度，在設計差動保護的初始階段，工作人員應該對諸多的細節進行分析，所以需要保證參加設計的工作人員，具備專業的知識、豐富的經驗，提高整體方案的合理性、有效性，進而為具體的設計、使用提供正確的指引。不僅如此，工作中還應該增強各項數據的精準性，從而實現對差動保護誤動的根本性處理。

3.4 嚴格的遵守規定

在社會的高速發展中，我國已有的變電站數量不斷增加，其中新建的變電站中非常容易出現差動保護誤動問題。針對這樣的問題，需要在具體的使用工作中，嚴格遵守國家的相關規定，同時結合變電站建設的具體要求，做好相關的設計工作、施工工作。同時，因為不同的變電站需要使用不同的變壓器，所以最終的接線方式也明顯不同。對于復雜的接線工作，應該投入更多的時間與精力，對設備是否帶有負荷、電流情況等進行檢查。在這一基礎上，根據當前的實際情況，對定值等參數進行準確的確定，在避免差動保護誤動的同時，最大程度增強變壓器的性能，提高變電站運行的穩定性。

4.結語

在電力系統運行的過程中變壓器是確保系統運行電壓調控的重要設備，而差動保護裝置是確保變壓器能夠穩定運行的重要保護裝置，因此一定要確保差動保護裝置的質量，確保發生問題時其能夠在第一時間進行系統的保護。此外還應當避免誤動的產生，在遇到問題時盡快排查，找出問題的所在，確保系統的穩定運行，保證人們的日常用電。

參考文獻

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