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，應該防止因區外故障或者是電流互感器的暫態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，為高壓側和中低壓側設置不同的過流保護裝置，在時間和效率上要科學統籌，才能在經濟上和安全上共同取的效益。

關鍵詞：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，技術人員需要對勵磁支路進行研究，根據其非線性特性，計算其變化量，并根據變化參數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結合起來，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

變壓器內部故障和外部故障發生時，設備兩側的正負序阻抗數值不同，在象限區域中的分布也不同，所以在變壓器發生故障時，技術人員可以直接觀察序阻抗參數分布區域，便可以準確判斷內外故障類型，即使變壓器兩側的參數變化不同步，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部的絕緣層，該物質失效，會使電壓器差生電弧放電現象，該現象需要借助大量功率才能實現，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生內部故障。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生作用，且整個充電過程會消耗銅元素，技術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接線側繞組內部電流，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，其雖然也可以在變壓器故障預防中發揮保護作用，但其本身也存在不足之處，其靈敏度和保護判據無法得到確定，技術人員還需要找到繞組漏感參數獲取方法，使相關計算準確可靠。另外還要針對該種保護原理，制定相關的保護方案。

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驗設定，取差動定值5-6Ie，這就導致變壓器出現誤跳;變壓器任何一側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生誤動

造成原因主要是因電流互感器更換后，變壓器各側電流互感器和以往電流互感器出現不匹配，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生誤動

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

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。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。

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：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。與此同時，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。

3.4合理調整定值

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整，將數值控制在最為科學、合理的范圍內。另外，為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。

結束語：

變壓器是差動保護是變壓器的主保護，大多數都采用的是帶有制動性的比率差動保護，因其本身具有區外故障可靠閉鎖的特征以及區內故障可靠動作特征，使該系統在社會上得到廣泛地運用。國內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，如果變壓器發生區外故障時，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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