变压器差动保护误动因素分析及解决措施

发表时间:2020/9/3   来源:《科学与技术》2020年3月9期   作者:戴俊雄
[导读] 变压器保护常采用纵联差动保护和非电量保护作为主保护
        摘要:变压器保护常采用纵联差动保护和非电量保护作为主保护,当发生内部短路故障的时候,变压器两侧的电流互感器检测到差流,保护装置计算的差流值大于差动动作值时,保护发出跳闸命令。而当发生外部短路,正确配置的差动继电器在极端条件下由于不平衡电流、励磁涌流等干扰下,保护发生误动。在建设电力系统的过程中,需要根据变压器的重要程度以及容量等多种因素,将适当的继电保护装置安装在其中,保证差动保护的正确率。通过这样的方式,保证变压器可以在运行中发挥自身的作用,提高电网运行的稳定性和可靠性。基于以上背景下,本文主要分析了变压器差动保护误动因素分析及解决措施,可供参考。
        关键词:变压器;差动保护;误动因素

        1变压器差动保护的基本原理分析
        就差动保护的原理来说,就是在变压器的各侧绕组上安装电流互感器,同时根据循环电流对二次绕组进行接线的,而各侧的CT端子引出线,可以根据同极性方向对其进行连接,并将差动继电器串入其中。此时,在差动继电器中所流过的电流,实际上是变压器二次电流差值。当区外出现故障或者在正常运行的前提下,差动继电器中流过的差流应该等于零。在变压器的运行中,差动保护需要在以下几种情况下对数据进行处理:对于变压器中,不同侧的差动互感器,进行二次电流移项;当过滤区外发生接地故障以后,变压器中所流过的电流为零序电流;对变压器各侧的差动互感器中的二次电流,需要采用平衡系数的方式对其进行折算。
        
        2变压器差动保护误动的主要因素分析
        2.1不平衡电流
        在正常状态下,变压器中的差动保护继电器并不会实现对电流的检测,但是,如果出现外部故障问题,就会出现一个很大的短路电流,并且其中含有谐波分量、非周期电流等,进而导致励磁电流出现急剧增加的现象。其中,单项变压器的参数经过折算以后,所获得的等效电路为图1显示的结果:在电流互感器中所流经的I1(一次电流)为饱和状态,而低压侧的互感器中I2(二次负载电流)无法及时出现变化,所以就会有不平衡的电流进入到变压器差动继电器中。此时,如果系统中的不平衡电流,在一瞬间就达到峰值状态,就会使得继电器出现误动作的现象。所以,需要减小甚至避免不平衡电流的出现,提高变压器差动保护的作用。

        图1双绕组单项变压器等效电路
        
        2.2CT二次回路断线引起差动保护误动
        如果变压器不同侧的接线组别不一致,则由于高低压侧电流存在相位差,从而差动回路会产生不平衡电流。传统的差动保护对此的处理方法是:改变CT二次回路接线来实现一次组别的“相位补偿”。
        2.3区外故障
        如果变压器的外区出现故障问题,会存在以下几方面的因素出现差流,进而导致差动保护误动:第一,电流互感器(TA)本身存在误差或不同型号TA的转化差异较大,造成各侧电流不一致;当二侧互感器型号不一致,特别是发生短路故障的一侧使用P级互感器,保护级互感器,而短路电流小的一侧使用TPY级互感器,而此时短路电流较大,两侧的暂态特性差异使得一、二次侧传送差异非常大。第二,在对变压器进行调压的过程中,电压会在分接头以后出现波动的现象,此时就会相应的出现不平衡电流问题,导致差动保护误动。
        
        3变压器差动保护误动的解决措施分析
        3.1严格遵守相关规定
        在社会的高速发展中,我国已有的变电站数量不断增加,其中新建的变电站中非常容易出现差动保护误动问题。针对这样的问题,需要在具体的使用工作中,严格遵守国家的相关规定,同时结合变电站建设的具体要求,做好相关的设计工作、施工工作。与此同时,因为不同的变电站需要使用不同的变压器,所以最终的接线方式也明显不同。对于复杂的接线工作,应该投入更多的时间与精力,对设备是否带有负荷、电流情况等进行检查。在这一基础上,根据当前的实际情况,对定值等参数进行准确的确定,在避免差动保护误动的同时,最大程度增强变压器的性能,提高变电站运行的稳定性。
        3.2优化电流互感器
        就变压器差动保护误动的问题来说,其中如果使用P类电流互感器,很可能会产生暂态饱和的现象,或者因为其他问题而出现误动等。为了解决因此而出现的差动保护差动问题,工作人员可以基于两方面进行优化与处理:第一,尽可能使用其他不同类型的电流互动感,但是其必须具备抗暂态饱和问题的性能。第二,在变电站中继电保护装置是非常重要设备、部件,所以工作人员必须对其性能进行合理的选择,为了实现差动保护的目的提供重要的前提保障,提高变压器运行的稳定性。通过上述的方式,可以在很大程度上对电流互感器进行优化,其具备规避差动保护误动问题的作用。
        3.3重视设备的选择
        在电力系统长期运行的状态下,不仅变压器需要进行差动保护,实际上发电机也需要实现差动保护,通过这样的方式保证变压器、发电机都能够具备更强的稳定性。基于这一前提条件,可以保证电网可以为电力用户提供更高质量的电力资源,同时增强变压器运行环境的安全性,实现对工作人员的基本保护。另外,在对变压器进行差动保护的过程中,需要对故障差动保护、非故障差动保护进行区分,同时在电力系统的运行中可以更加灵活、快速的确定发生故障的区域、位置,进而为工作人员的检修提供有价值的参考。与此同时,避免差动保护误动的关键,实际上需要提高其速动性,只有这样的设备才可以在变压器发生故障时,第一时间做出准确的反应。
        3.4合理调整定值
        为了可以对变压器差动保护误动问题进行预防、解决,工作人员就应该对定值进行合理的调整,将数值控制在最为科学、合理的范围内。另外,为实现对二次谐波制动系数、定值之间的关系,在完成定值的调整以后,工作人员还应该积极对二次谐波系数进行针对性的调整,避免影响二者之间的协调性。同时,要想降低工作的难度,在设计差动保护的初始阶段,工作人员应该对诸多的细节进行分析,所以需要保证参加设计的工作人员,具备专业的知识、丰富的经验,提高整体方案的合理性、有效性,进而为具体的设计、使用提供正确的指引。不仅如此,工作中还应该增强各项数据的精准性,从而实现对差动保护误动的根本性处理。
        
        4结语
        随着计算机水平的发展,保护装置硬件不断升级,软件计算逐步采用多种差动原理,采样精度和计算准确度也在提高。但是仍存在诸多因素有可能造成变压器差动保护动作。总之,工作人员需要分析差动保护误动的因素,然后采用合理的方式进行预防,保证设备选择的合理性,对电流互感器、定值进行优化、调整,同时严格遵守相关的规定与要求,避免差动保护出现误动问题,减少变压器的故障问题。
        
        参考文献
        [1]陈吉庆.核电机组主变压器分侧差动保护误动缺陷原因分析及对策[J].核动力工程,2017.
        [2]鲁俊生.交直流深度耦合下变压器差动类保护动作性能分析及新原理研究[D].华中科技大学,2016.
        [3]戚宣威,尹项根,张哲,王奕,张健.变压器空投导致相邻元件差动保护误动分析及防范措施[J].电力系统自动化,2016.
       
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