摘要： 電力變壓器是電力系統的重要設備，它承擔著電壓變換、電能分配和傳輸，并提供電力服務。因此，變壓器的正常運行是對電力系統安全可靠、優質經濟運行的重要保證。

 

　　關鍵詞：  實際案例  電力變壓器  差動保護 措施

 

　　1、前言

 

　　差動保護是變壓器的主保護，應滿足可靠性、選擇性、靈敏性和速動性的要求。但因其 結構復雜，接線繁瑣，安裝及檢修改造過程中很有可能留下隱患。因此，在設計、施工及以 后的檢修改造過程中，必須嚴格按照規程要求，認真分析，把好每-個技術關，確保TA型號 、變比、二次接線及二次電流接地方式等方面正確，杜絕差動保護誤動事故的發生。

 

　　工程技術人員一定要了解保護裝置和被保護的電氣設備的性能和特點，把握好安裝調試過程中每一環節，按照檢驗條例和有關規程規定，積極采取相應措施，可以提高變壓器差動保護的可靠性，或者完全可以避免變壓器在運行中差動保護的誤動作。

 

　　2、變壓器的差動保護動作原理

 

　　差動保護能正確區分被保護元件保護區內、外故障，并能瞬時切除保護區內的故障。變壓器差動保護用來反映變壓器繞組、引出線及套管上各種短路故障，是變壓器的主保護。變壓器差動保護互感器二次側采用環流法接線，并廣泛用在三繞組和多繞組變壓器上 。

 

　　差動保護裝置為了活動動作的選擇性，差動繼電器KD的動作電流 必須大于在差動回路中出現的不平衡電流 。由于變壓器各側電壓等級不同，繞組接線方式不同，電流互感器型式及變比也不同，以及變壓器的勵磁涌流等原因，使變壓器差動保護的不平衡電流較大 。

 

　　3、加強主保護，應使差動保護更完善和簡化整定計算 <http://www.studa.net/pc/>

 

　　加強主保護的目的，是為了簡化后備保護，使變壓器發生故障能夠瞬時切除故障。目前220kV及以上電壓等級的變壓器縱聯差動保護雙重化，這是加強主保護的必要措施。差動保護應在安全可靠的基礎上使之完善。

 

　　在簡化整定計算方面，差動保護應多設置自動的輔助定值和固定的輸入定值，使用戶需要整定的保護定值減到最少，以發揮微機型繼電保護裝置的優越性。不需要系統參數，不需要校核靈敏度，可以根據變壓器的參數獨立完成保護的整定，整定方法簡單清晰。

 

　　4、簡化后備保護

 

　　后備保護作用主要是為了變壓器區外故障，特別是考慮在其聯接的母線發生故障未被切除的保護，當然也可以兼作變壓器主保護的后備（尤其110kV及以下電壓等級的變壓器）和其聯接的線路保護的后備（尤其110kV及以下電壓等級的線路）。當加強主保護以后，差動保護雙重化配置，氣體保護獨立直流電源，因此主保護是非常可靠、靈敏、快速的，理應簡化后備保護。后備保護只要具備在220kV及以上電壓系統是近后備，在110kV及以下電壓系統是遠后備的基礎，不需要仿照線路保護設幾段后備保護，線路保護有距離保護，基本不受短路電流的影響，保護范圍較固定，配合比較簡單。變壓器后備保護主要是母線的近后備，110kV及以下電壓等級線路的遠后備，只要系統內故障能由保護動作切除不致于拒動就滿足要求。如果后備保護要從電流保護來解決多段式配合，這是既復雜又困難的問題。變壓器后備保護不需作多段配合、定值校核的工作，我們要擺脫整定計算 <http://www.studa.net/pc/>中難以配合的困擾。目前，微機型保護各側設置相間和接地保護各設3段8時限的復雜保護是作繭自縛，沒有好處。

 

　　簡化后備保護的原則，作者認為變壓器高壓側只設置復合電壓過電流保護，中、低壓側設復合電壓過電流保護作為遠后備，電流限時速斷作為母線近后備。

 

　　5、工程案例

 

　　5.1故障現象

 

　　某公司對220kV永福變電站的35kV一次系統進行改造，＃1主變35kV側45開關進行了異地安裝，對應的端子箱也進行更換。工程后期，一次、二次安裝接線完畢后，進入試運行階段。根據安排，在＃1主變送電后，在＃1主變保護屏上進行向量六角圖測試。

 

　　＃1主變一次接線組別是YYD-11，配置保護為常規差動保護，采用DCD-4型差動繼電器，35kV 45開關為DW16-35型多油斷路器，本側差動電流互感器為星形接線，變比為2500/5，中性線在主變保護屏接地。測試時＃1主變帶負荷約為6000kW，所測出的35kV差動電流互感器電流和相角(參考220kV電流電流A相)如下表1。

 

　　表135kV差動電流互感器電流和相角

 

　　35kV差動電流回路編號幅值相角

 

　　A5410.4A178°

 

　　N541a0.6A\

 

　　B5410.6A298°

 

　　N541b0.6A\

 

　　C5410.6A62°

 

　　N541c0.6A\

 

　　N5410.01A\

 

　　從上表可見，＃1主變35kV側差動電流A相電流A541與中性線N541a上電流不同，DCD-4型差動繼電器35kV側存在0.2A差流，如果主變負荷增加或外部故障時，差動繼電器上差流也會相應增加，一旦差流達到差動保護定值，就會導致主變差動保護誤動。

 

　　5.2故障分析

 

　　經過分析，可能是A相差動電流互感器發生了接地，因為接地分流而造成了流經電纜和差動繼電器電流減少。為了進一步查清故障范圍，在＃1主變35kV側胡45開關端子箱和開關機構箱對35kV差動電流互感器幅值進行測量，電流大小和上表一致。再對比A相保護電流互感器電流進行測試，測試結果如下表2：

 

　　表2對比A相保護電流互感器電流進行測試參數

 

　　電流回路編號用途幅值變比

 

　　A541縱差保護0.4A2500/5

 

　　A571過流保護0.6A2500/5

 

　　A581測量和計量0.6A2500/5

 

　　從表2 可以看出，在胡45開關端子箱和機構箱內測試A541電流也為0.4A，小于中性線上電流0.6A，應該是在A相差動互感器在機構箱內發生了接地短路，分析接地分流圖如圖1所示。

 

　　5.3故障處理

 

　　為進一步檢查并處理故障，經調度同意后，斷開胡45開關，打開油桶，斷開A相差動互感器至機構箱連接電纜，用搖表對電纜進行絕緣測試，絕緣合格，未發現接地點。再檢查A相差動電流互感器，發現包扎互感器的絕緣層與固定電流互感器的螺桿相連處已經磨損，判斷為電流互感器與固定螺桿相連接而造成接地短路。根據分析和現場檢查情況，及時更換了絕緣合格，變比相同的電流互感器。向地調申請胡45開關送電，送電后再次測量胡45開關電流幅值和相位均合格。

 

　　5.4結論

 

　　通過本起故障分析處理過程，可以看出，二次回路變更后的差動保護裝置，在送電時應嚴格按規程對裝置進行向量六角圖測試，防止差動保護裝置誤動。通過分析有無差流，差壓來檢驗斷路器電流互感器電流回路有無接地。如被保護設備處于檢修狀態時，可以在保護屏上斷開A、B、C、N相電流聯片，分別測試電流互感器和二次電纜直阻，相互之間進行比較，來檢查發現電流互感器及二次電纜連接有無開路或者短路，絕緣有無降低等現象，另外還可以對電流互感器和接地網進行絕緣測試，來發現電流互感器線圈有無接地故障。

 

　　參考 <http://www.studa.net/>文獻 <http://www.studa.net/>

 

　　[1]王維儉，電氣主設備繼電保護原理和應用，北京：中國 <http://www.studa.net/china/>電力出版社，1996.

 

　　[2]朱聲石，差動保護的暫態可靠性，繼電器，Vol.30，NO.8，2002.