系統相序錯誤對主變差動保護的影響

王 音 韓學軍 劉同和

(國網濮陽供電公司,河南 濮陽457000)

變壓器差動保護是防止變壓器內部故障的主保護，保護范圍為輸入高低壓測電流互感器兩端的矢量差，正常時流進保護裝置的電流和流出的電流相等，如果非故障原因引起變壓器兩側CT二次線圈環流不平衡，就可能會造成保護不正確動作。經分析，變電站主變壓器相序接反會存在以下問題：

（1）不能和其它的線路合環。

（2）當用電用戶三相電機時，由于和原來的相序相反能會引起電機倒轉，嚴重時會造成人身傷亡事故。

（3）由于計量相序錯誤，可能會造成計量不準。

（4）接入變壓器保護裝置電流與實際相序不對應，可能引起保護誤動作或者對事故原因分析不清。下面以某變電站因相序問題引起的主變差動保護長期存在差流為例，分析系統相序錯誤對主變差動保護的影響。

1 現場情況及原因分析

一次接線一般沒有問題，但是由于工廠布局、技術條件、人為因素等的影響，相序接反的情況還是有可能發生的。35kV甲變電站變壓器銘牌聯結組別為YNd11的接線方式，改造投運后,變電二次檢修人員帶負荷校驗時,發現主變保護裝置顯示有差流存在，檢查二次接線后,并未發現異常，經全站核查，判斷為35千伏進線接入時相序錯誤。

如果電壓中有較大的三次諧波電勢，電壓波形會產生很大的畸變，而接線組別為YNd11可以有效地降低諧波量。但是，這樣的接線方式使高壓測電流的相位超前低壓側30°，必須對電流相位進行補償后，保護裝置才能無差流。本站變壓器高低壓側電流互感器均按Y型方式接線,將各側TA的二次電流接入保護中，相角誤差和變比誤差引起的不平衡電流在保護裝置內部進行軟件補償。本站主變差動保護裝置WDB-821C型電流相位補償采用Y側向△側補償的方法，公式如下：

圖1 電流相位補償Y側向△側補償

下面分析系統相序問題對差動保護造成的影響。

（1）正相序時Y/Δ-11型變壓器從圖2向量圖分析得出：對Y/Δ-11接線的變壓器，系統電源正相序時，其高壓側和低壓側線電流向量相差330°（沿順時針方向），即以高壓側線電流向量方向指向作為長針，指向12點，則低壓側線電流向量方向指向11點。如圖2所示。

圖2 正相序時Y/Δ-11型變壓器的向量圖

（2）逆相序時Y/Δ-11型變壓器從圖3向量圖分析得知，系統相序反相時，其高壓側和低壓側線電流向量沿順時針方向相差30°，即以高壓側線電（壓）流向量方向指向作為長針，指向12點，則低壓側線電流向量方向指向1點。

圖3 系統電源逆相序時Y/Δ-11接線組別變壓器的向量圖

由圖可知，當系統一次相序相反時，主變的接線鐘點數由11點變為1點，如果主變保護裝置的定值仍按Y/Δ-11型變壓器進行整定，則會造成流入的保護裝置主變高低壓側電流，保護裝置將長期有差流存在，隨著負荷增大，會造成主變無跳閘，變電站全站失壓。

2 解決方案

方案一：因變電站已投運，維持現有接線方式不變，通過上文分析可知逆相序時，變電站接線鐘點數由11點變為1點，故只需將WDB-821C保護裝置定值中的接線鐘點數改為1點，就可保持流入裝置的高低兩側電流平衡，不會有差流存在。但是，因10千伏開關柜仍是逆相序，甲變電站出線不可與其它出線合環操作，且無法解決用戶電機逆轉的情況，故此方案不可行。

方案二：從35千伏進線至甲站變壓器之間通過電纜入地，將相序調整為正常相序，變壓器聯結組別仍為Y/Δ-11，流入保護裝置高低壓側電流平衡，保護定值維持原定值即可，10千伏出線相序正確，此方案需結合停電計劃執行，近期負荷較高，無法安排立即停電。

方案三：從35千伏進線至本站變壓器保持原相序(即逆相序)，不在線路范圍內改變一次接線。現場提出，首先將主變10千伏進線電纜進行A、C相對調后接入10千伏進線柜，保證10千伏出線相序為正相序，不會對用電用戶造成影響。然后，由二次檢修人員在變壓器保護屏端子排處，調整進入保護裝置的二次電流電壓相序，從而實現相序轉換，讓差動保護裝置的二次電流與電壓相位一致，但不會改變接線方式鐘點數，無需更改定值，以此消除變壓器出現的差流,經現場核查主變保護裝置無差流，可行。此為臨時方案，臨時方案執行期間，10千伏側不安排合環操作，可安排停電后，執行方案二。

3 經驗教訓

3.1 相序錯誤對廠站各方面運行影響頗大，設計人員在設計前期必須充分了解廠站地形、設備分布情況、設備相序排列情況，慎重分析廠站各個一次設備布局，保證整個接線流暢、正確，避免引起相序接反的情況。

3.2 嚴格按照《繼電保護和電網安全自動裝置檢驗規程》規定帶負荷檢驗,在線路或者主變新投、二次回路更改、PT、CT變動后，都需要進行帶負荷測試，用實際負荷電流來驗證CT繞組的極性、變比以及二次回路正確，防止差動保護等誤動作。35千伏甲變電站投運時的帶負荷測試就很好的發現問題，避免了保護裝置的誤動作。

4 結論

繼電保護裝置是保證電力系統安全穩定運行的第一道防線。因此，在實際工作中，在確定保護裝置配置和構成方案時，應嚴格按照國家相關規定，并與電網結構、接線方式、運行方式等因素統籌考慮，合理安排，保證繼電保護裝置科學有效，在電力系統中發揮應有的作用。