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变压器差动保护误动原因及故障分析
买买提.瓦热斯
（国网新疆阿克苏供电公司检修公司新疆2014-08-15）
【摘要】变压器差动保护误动作对电网带来严重的危害性，针对变压器差动保护误动作原因进行分析，并列举相关事故案例进行剖析，以及为了提高差动保护动作可靠性应采取的措施。在今后的工作中应注重二次回路的检查，特别是电流互感器极性、极次检查工作，凡是电流回路上的工作，必须进行带负荷测相量来验证电流回路的正确性。保证二次回路的接线正确和一次设备的正常运行。
【关键词】差动保护电流互感器原因分析
0 引言
电力系统中变压器承担着电压变换，电能分配和传输等重要任务，作为电力系统最关键的主设备之一，使其正常运行是电力系统安全、可靠、优质、经济运行的重要保证。微机型纵联差动（简称纵差或差动）保护是影响变压器稳定运行的重要因素。差动保护保护范围明确、动作不需延时、使用电气量单纯，一直用于变压器做主保护,但受变压器励磁电流、接线方式、TA（电流互感器；）误差等因素的影响，使差动回路中产生不平衡电流，而不平衡电流中励磁涌流的存在常可导致变压器差动保护误动，造成主变三侧断路器跳开，影响供电可靠性及系统稳定性。因此对变压器差动保护误动原因进行分析，采取措施，避免变压器保护误动事故的发生。新建或设备更新改造的发电厂和变电站的变压器差动保护误动的原因进行分析供大家参考。
1 差动保护一般误动原因及分析
1．1电流互感器型号及变比的选择错误
变压器差动保护应选带有气隙的D级铁芯电流互感器，因为差动保护各侧用的电流互感器，其电压等级、变比、容量和磁饱和程度都不一致，差动回路中总有不平衡电流流过。铁芯饱和程度直接影响不平衡电流的大小，而且随着一次电流的增大显著增大，而短路电流又很大。为了减少不平衡电流，需要在电流互感器的结构、铁芯材料等方面采取措施，使一次侧通过较大的短路电流时不易饱和，带有气隙的D级铁芯电流互感器具有上述功能，是专门用于差动保护的特殊的电流互感器。
若电流互感器型号选错或所选变比较小，在保护区外发生故障时，电流互感器铁芯迅速饱和，不平衡电流迅速增大，将造成差动保护误动作，所以必须重视电流互感器型号及变比的选择。在选择电流互感器变比时，适当地选大变比的电流互感器，这样可以降低短路电流倍数，减少差动回路中产生的不平衡电流，有效削弱励磁涌流，提高差动保护的灵敏度。这对避免保
护区外故障，防止变压器差动保护误动作不失为较为有效的方法。电流互感器型号及变比的正确选择是保证差动保护动作可靠性的基础。
1．2电流互感器二次回路接线错误
要想使变压器在正常运行或在变压器外部故障时，差动保护不发生误动，就要设法调整TA二次回路接线，使变压器的电源侧和负荷侧的TA二次线电流相位相差180°，这样就可能使差动回路流过的不平衡电流接近于零；而在保护区内故障时，变压器的电源侧和负荷侧的TA二次线电流相位相同，流入差动回路中的电流为两侧电流之和，保护可靠动作。即在正常情况及保护区外故障的情况下，流过差动回路各相的电流IA、IB、IC在理论上均为零，从而保证了差动保护的动作可靠性。变压器差动保护常因TA二次接线错误造成保护误动作，在保护投入运行前，必须认真做好差动回路二次接线极性的实验，测量差动继电器的差电流，保证差动回路接线的正确性。
1．3电流互感器反措、二次负载不满足要求
差动保护二次回路接地的要求是：各侧TA的二次电流回路并联后接到保护装置的差动电流回路中，所有的二次电流回路必须也只能在并联处的公共点一点接地，以免因在不同接地点间产生的电流影响差动保护动作的可靠性差动保护的二次电流回路接地时，包括各侧TA的二次电流回路必须通过一点接于接地网。因为一个变电站的接地网各点并非绝对的等电位，在不同点之间有一定的电位差，当发生短路故障时，有较大的电流流入接地网，各点之间将会产生较大的电位差。如果差动保护的二次电流回路在接地网的不同点同时接地，地网中不同接地点间的电位差产生的电流将会流入保护二次回路，这一电流将可能增加差动回路中的不平衡电流，使差动保护误动作。。
当变压器接入系统容量变化（如更换电源点）或新装保护投入运行前，对变压器差动保护除按规定对设备进行常规的试验检查外，还必须根据差动保护区外短路故障时穿越变压器的最大短路电流和实测的差动回路二次负载值，校核保护用电流互感器l0％误差曲线是否满足要求，以保证电流互感器误差不超过10％。如果在最大短路电流的情况下，实际回路二次负载值超出了满足电流互感器10％误差曲线的二次最大允许负载值，在发生保护区外三相短路故障时，差动保护将可能误动，造成开关无选择性跳闸，直接影响系统的供电可靠性，甚至造成全站停电。在这种情况下，应根据实际情况适当增大差动保护用电流互感器变比，并重新校核TA的10％误差曲线，使其满足要求。
1．4工作人员失误导致差动保护误动作
由于工作人员对回路不熟悉，误在差动回路通入电流或打开电流回路连接片，主变差动保护动作跳开高、中压侧主变开关，造成主变保护停电事故。由于工作人员失误引起差动保护误动事故，从性质上讲是严重的，属于考核事故，应想尽一切办法避免。应对工作人员加强安全教育和技术培训，在运行设备的二次回路工作的人员，应有严格的书面安全措施，逐项进行，并应有专人监护,工作人员应加强工作的责任心，工作时不能凭印象，要依据图纸进行，杜绝此类事故发生误动
由于工作人员对回路不熟悉，母线由于某种原因A、C相互换，使变压器二次侧TA的一次相序互换，而二次线未动，下面分析换相后二次侧电流的相量关系TA一次侧换相后，应对二次侧电流相量关系进行分析，并根据分析结果对二次回路做响应的变动，否则在保护区外短路故障时，将可能引起变压器差动保护误动作。
2 异常案例
某变电站主变低压侧开关柜更换后，主变投入运行。高、低压侧带负荷正常，低压侧带一定的负荷后，变压器差动保护动作造成变压器两侧断路器动作跳闸。
2．1故障的检查步骤
2．1．1 首先检查高低压侧电流互感器相序是否一致，在电源的相序是正序的情况下，只要合理的选择变比以及微机相位补偿，流过差动电流是很小的，而负序的情况就不一样了，高压侧电流互感器副边输出的电流和和低压侧电流互感器副边输出的电流相位相差60°，因此就能引起差动保护误动作，但是经过现场认真的检查电源的相序是正确的。
2．1．2检查变压器两端的电流互感器的变比和综保的保护值是否相匹配以及重新校验且核算保护定值，没有发现任何问题。
2．1．3 检查电流互感器二次侧是否断线，原因是在变压器有一定负荷时，若电流互感器二次回路断线，将可能造成差动保护起动元件、差动元件动作，从而引起差动保护误动作。检查结果是没有发现上述的问题。
2．1．4电流互感器极性检查、极次发现检查是发现主变低压侧开关电流互感器低压侧极性接反所致，变压器一次极性端母线为参考点，开关柜三相CT极性端P1均指向10kV母线Ia、Ib、Ic相分别从1S2（A）、1S2(B)、1S2（C）引出，二次端子极性明显接反
2．2差动动作报告数据分析
根据差动保护动作报告装置事故时的差动电流达2.03A（二次值），超过保护装置差动整定值1.91A，满足差动出口动作条件
因低压侧极性接反，装置上显示的差动电流Id=0.342+0.557=0.899A，低于差动动作整定值差动保护没有动作出口，主变跳闸前高压侧电流已达到31.2A（二次电流0.78A）\低压侧电流达到293A(二次电流1.22A)，两侧电流叠加后Id=0.78+1.22=2.0A大于差动动作整定值1.91A，差动保护达到动作出口。根据以上数据分析这次差动保护的动作正确，是因电流互感器二次极性接反造成本次差动保护误动作。
3 采取措施
根据对变压器差动保护误动原因的分析，在今后的工作中应采取的措施：3．1严格检查电流互感器的极性：如果电流互感器极性在接线时接错了，那么将它用在保护回路中，将会引起保护的误动作，如果用在仪表测量回路中，会影响计量的准确性。
3．2 严防电流互感器二次回路接触不良和开路的现象：加强对差动回路差流运行监视以及对保护装置的维护。在变压器和保护装置安装调试以后，应仔细的检查电流互感器二次回路，拧紧二次回路接线端子螺丝并且用弹簧垫进行加固。确保差动电流互感器二次电缆芯线之间和各芯线对地绝缘：对于变压器初次运行和高压设备检修后的运行，要用1000V绝缘电阻表测量电流互感器二次电缆芯线之间和各芯线对地绝缘，使之符合电气规程的要求；另外选择电流互感器二次电缆的截面应不小于4mm2;
3．3 严格执行规范、反措要求：所有电气上有连接的差动电流互感器二次回路只能有一个公共接地点，并且该接地点位置应在保护盘上；
3．4 必须变压器充电正常后，退出差动保护变压器带负荷测试，无论差
动保护电流回路在投运前经过多少道工序检查，都要通过带负荷测试才能最终验证其正确性。由于投运之前的测试都是在各侧分别进行，不能直接比较各侧电流之间的相位关系，所以在带负荷测试时常常还是发现这样那样的接线错误，需将变压器停下来进行CT二次接线整改，然后再将变压器带上负荷重新进行带负荷测试，直至最终测试正确。
结束语
本人通过多年在工作中积累的经验，总结出了有效杜绝差动保护误动作的原因，工作中严格对电流互感器极性、极次、二次回路的正确性进行校验。及时处理主变差动回路出现的各种故障，保证了差动保护动作的正确性。差动保护电流回路检查方面的经验，被各单位广泛采纳、交流、学习并使用，得到了高度评价和认可。
参考文献：
【1】贺家孝电力系统继电保护原理北京中国电力出版社
【2】胡金玉、曹继华. 变电站继电保护二次极性分析湖北电力2010,34（6）
【3】赵勇变压器差动保护误动分析华北电力2010 23（1）
作者简介：
买买提.瓦热斯男维吾尔族1973.12出生新疆毕业于新疆工学院电力系统及其自动化专业1996年10月参加工作一直从事变电检修继电保护工作18年，于1998年9月取得助理工程师资格，2008年取得继电保护技师资格证书2008年7月获得阿克苏电力有限责任公司“阿电杯”青工技术比武中第一名的荣誉；2010年03月“提高10千伏永磁机构控制器分、合闸回路电流值”获得阿克苏电力有限责任公司QC成果评审二等奖（本人主要参与）；2013年12月获得阿克苏电力有限责任公司第六届专业技能竞赛团体一等奖的成绩；2014年3月本人编写的“浅谈变压器绕组温度控制器原理及异常案例”被新疆电力技术监督中心评为优秀论文。
变压器差动保护误动原因及故障分析
继电保护高级技师
买买提.瓦热斯
国网新疆电力公司2014.08.15