變壓器差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)分析及對(duì)策

       電力變壓器是電力系統(tǒng)中關(guān)鍵的主設(shè)備之一，它承擔(dān)著電壓變換，電能分配和傳輸，并提供電力服務(wù)。因此，變壓器的正常運(yùn)行是對(duì)電力系統(tǒng)安全、可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的重要保證。作為主設(shè)備主保護(hù)的微機(jī)型縱聯(lián)差動(dòng)（簡(jiǎn)稱(chēng)縱差或差動(dòng)）保護(hù)，雖然經(jīng)過(guò)不斷的改進(jìn)，但是還存在一些誤動(dòng)作的情況，這將造成變壓器的非正常停運(yùn)，影響電力系統(tǒng)的發(fā)供電，甚至是造成系統(tǒng)振蕩，對(duì)電力系統(tǒng)發(fā)供電的穩(wěn)定運(yùn)行是很不利的。因此對(duì)新建或設(shè)備更新改造的發(fā)電廠(chǎng)和變電站的變壓器差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)原因進(jìn)行分析，并提出了防止變壓器差動(dòng)誤動(dòng)的對(duì)策。

1變壓器差動(dòng)保護(hù)

　　變壓器差動(dòng)保護(hù)一般包括：差動(dòng)速斷保護(hù)、比率差動(dòng)保護(hù)、二次(五次)諧波制動(dòng)的比率差動(dòng)保護(hù)，不管哪種保護(hù)功能的差動(dòng)保護(hù)，其差動(dòng)電流都是通過(guò)變壓器各側(cè)電流的向量和得到，在變壓器正常運(yùn)行或者保護(hù)區(qū)外部故障時(shí)，該差動(dòng)電流近似為零，當(dāng)出現(xiàn)保護(hù)區(qū)內(nèi)故障時(shí)，該差動(dòng)電流增大?，F(xiàn)以雙繞組變壓器為例進(jìn)行說(shuō)明。

　　1.1比率差動(dòng)保護(hù)的動(dòng)作特性比率差動(dòng)保護(hù)的動(dòng)作特性見(jiàn)圖1。當(dāng)變壓器輕微故障時(shí)，例如匝間短路的圈數(shù)很少時(shí)，不帶制動(dòng)量，使保護(hù)在變壓器輕微故障時(shí)具有較高的靈敏度。而在較嚴(yán)重的區(qū)外故障時(shí)，有較大的制動(dòng)量，提高保護(hù)的可靠性。

　　二次諧波制動(dòng)主要區(qū)別是故障電流還是勵(lì)磁涌流，因?yàn)樽儔浩骺蛰d投運(yùn)時(shí)會(huì)產(chǎn)生比較大的勵(lì)磁涌流，并伴隨有二次諧波分量，為了使變壓器不誤動(dòng)，采用諧波制動(dòng)原理。通過(guò)判斷二次諧波分量，是否達(dá)到設(shè)定值來(lái)確定是變壓器故障還是變壓器空載投運(yùn)，從而決定比率差動(dòng)保護(hù)是否動(dòng)作。二次諧波制動(dòng)比一般取0.12～0.18。對(duì)于有些大型的變壓器，為了增加保護(hù)的可靠性，也有采用五次諧波的制動(dòng)原理。

　　1.2差動(dòng)速斷保護(hù)的作用差動(dòng)速斷保護(hù)是在較嚴(yán)重的區(qū)內(nèi)故障情況下，快速跳開(kāi)變壓器各側(cè)斷路器，切除故障點(diǎn)。差動(dòng)速斷的定值是按躲過(guò)變壓器的勵(lì)磁涌流，和運(yùn)行方式下穿越性故障引起的不平衡電流，兩者中的較大者。定值一般取(4～14)Ie。

　　2變壓器差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)作原因分析

　　根據(jù)變壓器差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)作可能性的大小，大致分為新建發(fā)電廠(chǎng)和變電站、運(yùn)行中發(fā)電廠(chǎng)和變電站、設(shè)備更新改造的發(fā)電廠(chǎng)和變電站三個(gè)方面進(jìn)行說(shuō)明，這種分類(lèi)方法并不是相互區(qū)別，只是為了便于在分析問(wèn)題時(shí)優(yōu)先考慮現(xiàn)實(shí)問(wèn)題。

　　2.1新建發(fā)電廠(chǎng)和變電站變壓器差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)作原因分析新建變電站的變壓器差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)作，在變壓器差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)作中占了較大的比例，但這種情況的誤動(dòng)作，一般大多在變壓器投運(yùn)帶負(fù)荷試運(yùn)行的72小時(shí)就會(huì)被發(fā)現(xiàn)。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)，可以總結(jié)以下幾方面：

　　2.1.1整定值不合理造成變壓器差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)作差動(dòng)速斷定值和二次諧波制動(dòng)的比率差動(dòng)定值選擇不正確造成誤動(dòng)作。差動(dòng)速斷是在較嚴(yán)重的區(qū)內(nèi)故障情況下，快速跳開(kāi)變壓器各側(cè)的斷路器，切除故障點(diǎn)。差動(dòng)速斷的定值是按躲過(guò)變壓器的勵(lì)磁涌流和運(yùn)行方式下，穿越性故障引起的不平衡電流，兩者中的較大者。定值一般取(4～14)Ie。對(duì)于保護(hù)定值的計(jì)算部門(mén)，特別是非電力系統(tǒng)的定值計(jì)算部門(mén)，往往根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，將差動(dòng)速斷定值取為（5～6）Ie。這樣，就會(huì)造成變壓器在空載合閘時(shí)斷路器出現(xiàn)誤跳。特別是勵(lì)磁涌流對(duì)保護(hù)的影響，廣東某發(fā)電廠(chǎng)在變壓器保護(hù)設(shè)備更新改造后由于空合變壓器產(chǎn)生的勵(lì)磁應(yīng)涌流曾出現(xiàn)過(guò)以上誤跳現(xiàn)象。比率差動(dòng)是當(dāng)變壓器內(nèi)部出現(xiàn)輕微故障時(shí)，保護(hù)不帶制動(dòng)量動(dòng)作跳開(kāi)各側(cè)的斷路器，使保護(hù)在變壓器輕微故障時(shí)具有較高的靈敏度；而在區(qū)外故障時(shí)，通過(guò)一定的比率進(jìn)行制動(dòng)，提高保護(hù)的可靠性；同時(shí)利用變壓器空載合閘時(shí)，產(chǎn)生的二次諧波量來(lái)區(qū)別是故障電流還是勵(lì)磁涌流，實(shí)現(xiàn)保護(hù)制動(dòng)。一般差動(dòng)電流和制動(dòng)電流都在額定情況下計(jì)算得到，但現(xiàn)場(chǎng)變壓器卻在一般運(yùn)行方式下，由于電流互感器變比、同時(shí)系數(shù)、計(jì)算誤差的影響，就會(huì)導(dǎo)致變壓器實(shí)際運(yùn)行時(shí)形成一定的差電流，導(dǎo)致比率差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)作。二次電流互感器（TA)接線(xiàn)方式整定值選擇不正確造成誤動(dòng)作。對(duì)于微機(jī)保護(hù)來(lái)說(shuō)，實(shí)現(xiàn)高、低壓側(cè)電流相角的轉(zhuǎn)移由軟件來(lái)完成，不管高壓側(cè)是采用Y型接線(xiàn)還是采用△型接線(xiàn)，都能得到正確的差動(dòng)電流，和傳統(tǒng)的常規(guī)繼電保護(hù)比較，實(shí)際運(yùn)用更方便、靈活，但也是由于這種靈活性、方便性，往往導(dǎo)致現(xiàn)場(chǎng)的差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)作。對(duì)于變壓器差動(dòng)保護(hù)來(lái)說(shuō)，如果二次電流互感器（TA)接線(xiàn)方式整定值選擇不正確，就不能實(shí)現(xiàn)高壓側(cè)相角的轉(zhuǎn)移，高低壓側(cè)差電流在正常運(yùn)行情況下就不能平衡，從而造成差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)作。