電力變壓器差動保護常見故障的分析及措施

許益斌

摘要：變壓器差動保護就是在安全可靠的前提下提高靈敏性和快速性，應該防止因區(qū)外故障或者是電流互感器的暫態(tài)誤差所造成的誤動故障;加強主保護應該是在簡化后備保護，要擺脫整定計算中難以配合的困擾，不作定值校對，為高壓側(cè)和中低壓側(cè)設置不同的過流保護裝置，在時間和效率上要科學統(tǒng)籌，才能在經(jīng)濟上和安全上共同取的效益。

關(guān)鍵詞：電力變壓器;差動保護;常見故障;分析;措施

1變壓器差動保護原理

1.1磁通特性保護原理

在變壓器差動保護中，多種保護方式的保護原理有異曲同工之妙，如磁通特性保護原理，其與勵磁阻抗保護原理相似。在研究該原理時，技術(shù)人員需要對勵磁支路進行研究，根據(jù)其非線性特性，計算其變化量，并根據(jù)變化參數(shù)大小作出保護動作決策。這種原理可以使變壓器與微機技術(shù)結(jié)合起來，使變壓器中的二次諧波保護原理不足之處得到彌補。這種保護原理也存在缺陷，其作用對象不全面，只限于單相變壓器組，對其它變壓器則無作用。

1.2基于序阻抗原理的變壓器保護原理

變壓器內(nèi)部故障和外部故障發(fā)生時，設備兩側(cè)的正負序阻抗數(shù)值不同，在象限區(qū)域中的分布也不同，所以在變壓器發(fā)生故障時，技術(shù)人員可以直接觀察序阻抗參數(shù)分布區(qū)域，便可以準確判斷內(nèi)外故障類型，即使變壓器兩側(cè)的參數(shù)變化不同步，該種原理也能準確判斷故障，但其在應用中，會受到勵磁涌流限制，所以差動保護準確性得不到保證。

1.3功率差動保護原理

不同運行狀態(tài)下的變壓器功能消耗量不同，變壓器能耗變大主要是因為其內(nèi)部的絕緣層，該物質(zhì)失效，會使電壓器差生電弧放電現(xiàn)象，該現(xiàn)象需要借助大量功率才能實現(xiàn)，所以當變壓器絕緣失效時，其本身的能耗會迅速增長。利用該種原理，技術(shù)人員也可以準確判斷變壓器故障。如果變壓器消耗的功率很小，則意味著變壓器不會發(fā)生內(nèi)部故障。在該差動保護原理中，能量守恒定律是基礎理論，該原理不涉及到勵磁涌流，所以在作用時，也不會受其影響。在實際運行中，第一周的勵磁涌流充電過程會對差動保護產(chǎn)生作用，且整個充電過程會消耗銅元素，技術(shù)人員需要使變壓器的該種差動保護遠離以上過程，否則差動保護作用準確性會降低。另外該種差動保護還具備其它缺陷，如不能準確計算Δ接線側(cè)繞組內(nèi)部電流，所以其對應的銅耗量也無法得以確定，這便使得變壓器最終的能耗計算出現(xiàn)失誤，差動保護失準。

1.4基于回路方程的變壓器保護原理

該種差動保護屬于新型保護技術(shù)，其雖然也可以在變壓器故障預防中發(fā)揮保護作用，但其本身也存在不足之處，其靈敏度和保護判據(jù)無法得到確定，技術(shù)人員還需要找到繞組漏感參數(shù)獲取方法，使相關(guān)計算準確可靠。另外還要針對該種保護原理，制定相關(guān)的保護方案。

2變壓器差動保護常見情況

2.1新建變電站差動保護誤動

造成原因主要有定值設置不合理或者接線錯誤形成差流點。例如進行保護定值的計算基于以往的經(jīng)驗設定，取差動定值5-6Ie，這就導致變壓器出現(xiàn)誤跳;變壓器任何一側(cè)電流互感器順序錯亂就將形成差電流，引起變壓器差動保護誤動。

2.2變電站設備更新時發(fā)生誤動

造成原因主要是因電流互感器更換后，變壓器各側(cè)電流互感器和以往電流互感器出現(xiàn)不匹配，進而導致差動保護誤動，在變電站的更新改造中比較容易忽視這個問題。

2.3變壓器運行過程中發(fā)生誤動

主要原因有電流互感器出現(xiàn)暫態(tài)飽和，電流互感器通常分為P類和TP類，TP類要求變電器在暫態(tài)和穩(wěn)態(tài)下不飽和，P類則要求變電器穩(wěn)定狀態(tài)下不飽和，因此若采用P類電流互感器，外部發(fā)生故障并進行故障消除時將發(fā)生差動保護誤動。

3變壓器差動保護誤動的解決措施分析

3.1嚴格遵守相關(guān)規(guī)定

在社會的高速發(fā)展中，我國已有的變電站數(shù)量不斷增加，其中新建的變電站中非常容易出現(xiàn)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(guān)規(guī)定，同時結(jié)合變電站建設的具體要求，做好相關(guān)的設計工作、施工工作。與此同時，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(jù)當前的實際情況，對定值等參數(shù)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(wěn)定性。

3.2優(yōu)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(chǎn)生暫態(tài)飽和的現(xiàn)象，或者因為其他問題而出現(xiàn)誤動等。為了解決因此而出現(xiàn)的差動保護差動問題，工作人員可以基于兩方面進行優(yōu)化與處理：第一，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(tài)飽和問題的性能。第二，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，為了實現(xiàn)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(wěn)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(yōu)化，其具備規(guī)避差動保護誤動問題的作用。

3.3重視設備的選擇

在電力系統(tǒng)長期運行的狀態(tài)下，不僅變壓器需要進行差動保護，實際上發(fā)電機也需要實現(xiàn)差動保護，通過這樣的方式保證變壓器、發(fā)電機都能夠具備更強的穩(wěn)定性。基于這一前提條件，可以保證電網(wǎng)可以為電力用戶提供更高質(zhì)量的電力資源，同時增強變壓器運行環(huán)境的安全性，實現(xiàn)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(qū)分，同時在電力系統(tǒng)的運行中可以更加靈活、快速的確定發(fā)生故障的區(qū)域、位置，進而為工作人員的檢修提供有價值的參考。與此同時，避免差動保護誤動的關(guān)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(fā)生故障時，第一時間做出準確的反應。

3.4合理調(diào)整定值

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(diào)整，將數(shù)值控制在最為科學、合理的范圍內(nèi)。另外，為實現(xiàn)對二次諧波制動系數(shù)、定值之間的關(guān)系，在完成定值的調(diào)整以后，工作人員還應該積極對二次諧波系數(shù)進行針對性的調(diào)整，避免影響二者之間的協(xié)調(diào)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(jié)進行分析，所以需要保證參加設計的工作人員，具備專業(yè)的知識、豐富的經(jīng)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(shù)據(jù)的精準性，從而實現(xiàn)對差動保護誤動的根本性處理。

結(jié)束語：

變壓器是差動保護是變壓器的主保護，大多數(shù)都采用的是帶有制動性的比率差動保護，因其本身具有區(qū)外故障可靠閉鎖的特征以及區(qū)內(nèi)故障可靠動作特征，使該系統(tǒng)在社會上得到廣泛地運用。國內(nèi)的好多文獻都對這兩種情況作了簡單詳細的分析，但是在實際工作中，如果變壓器發(fā)生區(qū)外故障時，其本身流過的強大電流就會造成嚴重的破壞，這就對差動保護提出了更高的要求。

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