高德艳，彭琦，任圆
国网山东省电力公司检修公司，山东济南，250118
摘要：随着电力事业的不断改革，对电网稳定运行的依赖程度越来越大，而变压器作为直接影响着电网稳定性和可靠性的重要组成设备，其安全稳定运行对保障电网正常工作意义重大。众说周知，变压器在电力系统中担负着变压和稳压工作，如果其发生故障，轻则损坏设备，重则将可能造成电力系统局部瘫痪，从而给人们的生活和生产造成重要影响。
关键词：变压器；差动保护误动；措施
引言
作为变压器主保护，差动保护动作的可靠性与电网安全运行密切相关。在实际工程中，变压器差动保护发生误动的原因很多，因此必须对差动保护的原理深入研究，分析误动的主要原因，并提出预防措施，加强运维管理工作，以杜绝变压器差动保护误动的事件出现。
1变压器差动保护的概述
常见的变压器保护方式有差动保护、气体保护、过负荷保护以及单相接地保护等，其中差动保护是变压器的主保护，保护范围是变压器各侧电流互感器之间的一次电气设备，它能迅速而有选择地切除保护范围内的故障，从而保证了输配电线路的安全。但是在实际工作过程中，变压器常常会出现各种问题，其中较为常见的故障有以下几种：第一种是变压器在长期使用后，内部线圈会因为受热出现绝缘漆损坏、脱落等问题，导致线圈之间的绝缘性能降低，出现短路现象。第二种是在用电高峰期或当有大容量用电设备启动时，瞬时电压往往超出变压器额定电压的几十倍甚至上百倍，导致变压器线路烧毁。第三种是变压器系统线路接地，导致电流增大，严重情况下还会出现变压器爆裂问题。而变压器差动保护的作用原理就是当出现上述线路故障时，能够根据实际故障情况有选择性地切断线路，从而保证变压器本身不受到损坏。
2造成变压器差动保护误动的原因分析
2.1二次回路接线错误或设备性能欠佳
经过笔者多年的工作实践可知，二次回路接线错误或设备性能欠佳将可能引发差动保护误动。变压器差动保护二次接线复杂，一般需要进行三角形和星形接法的变换，如果现场调试人员专业技能不佳或者工作时不够认真，就有很大几率把线接错，进而提高差动保护发生误动作的风险。
2.2电流互感器型号及变比选择错误
实际工作中，因为差动保护各侧电流互感器的型号、变比以及其他相关参数不一致，所以回路中出现不平衡电流是难以避免的，而且这种不平衡电流还会随着一次电流的增大而不断增大，而这又会使继电器动作电流增大，当电流超过一定值时，就会降低内部故障出现时保护动作的灵敏度，进而引发差动保护误动。
2.3电磁干扰的影响
目前由于电力网络技术的进步，当前电网中应用了越来越多的微机保护技术。因为变压器处于变电站开关场内，受到的外部电磁干扰较强，而这会造成变压器部分装置出现性能下降，严重时甚至还可能直接造成损害，而这些都可能引发差动保护出现误动。
2.4励磁涌流的影响
一般情况下，变压器运行时不会出现很大的励磁涌流。如果其处于空载运行时，其铁芯磁通会急剧增多，进而使励磁涌流增大。而在励磁电流中因为包含大量的高次谐波分量(有时甚至占到基波分量的一半以上)和非周期分量，同时非周期分量还会偏向时间轴的一侧并有着衰减的特性，这就极易造成差动保护误动。
2.5二次回路开路或多点接地
正常情况下，二次回路开路和多点接地情况是禁止出现的。因为二次回路开路会造成阻抗变大，这会使二次线圈具有较高的电势，此时一旦电网或变压器差动区内有故障发生，二次开路使电流不能引入到差动回路中，就会造成保护出现误动或拒动。
3防止误动的措施
3.1严格检查电流互感器
（1）减小稳态情况下的不平衡电流。变压器差动保护各侧用的电流互感器选用变压器差动保护专用的D级电流互感器。当通过外部最大稳态短路电流时，差动保护回路的二次负荷要能满足10%误差的要求。（2）减小电流互感器的二次负荷。减小电流互感器的二次负荷实际上相当于减小二次侧的端电压，相应地减少电流互感器的励磁电流。减小二次负荷的常用办法有减小控制电缆的电阻（适当增大导线截面，尽量缩短控制电缆长度），采用弱电控制用的电流互感器（二次额定电流为1A）等。（3）采用带小气隙的电流互感器。带小气隙的电流互感器铁芯的剩磁较小，在一次侧电流较大的情况下，电流互感器不容易饱和，因而励磁电流较小，有利于减小不平衡电流，同时也改善了电流互感器的暂态特性。
3.2严格检查保护接线
保护接线必须正确，任意一相极性接反，都会产生不平衡电流，从而使保护误动作。因差动保护是反映变压器等被保护设备内部短路故障的主保护，在电流互感器二次侧，应按循环电流法接线，两端电流互感器的同极性端子应朝向同一方向，即两只电流互感器的二次侧异极性相连，差动继电器电流线圈并联在两只电流互感器连线之间。同时，为减小暂态过程中最大不平衡电流的影响，差动保护（继电器）回路中应经中间速饱和变流器接入差动回路，非周期分量不易通过速饱和变流器传到二次侧。
3.3严格核定保护定值
计算、校核保护定值时，要依据发电机差动保护不同类别进行确定。采用常规的电磁型、半导体式保护，主要有比率制动式和有直流助磁特性的差动保护。比率制动式差动保护定值计算时，根据比率制动式差动保护动作的特性，要计算两个定值，即最小动作电流和制动系数，最小动作电流不能小于继电器的固有动作电流，《电力设备预防性试验规程》要求具有比率制动的发电机差动保护制动电流Idz=（0.1～0.3）IN，一般取0.2IN，制动系数建议取0.3～0.4。计算有直流助磁特性的差动保护定值时，其动作电流要按躲过外部故障时的最大不平衡电流和电流互感器二次回路断线整定，同时要整定电流回路断线信号。
3.4保护装置的投切、更换必须做预防性试验
保护装置更换、升级后要对保护装置、二次回路进行检查试验。试验时要测试差动保护二次回路的直流电阻，检查其接线是否牢固，回路接线是否正确。安装和检修后，在投入运行前要对电流互感器的极性进行校核，即一次侧电流从端子L1流入，而二次侧电流从其同极性端子K1流出。可采用直流法、交流法、仪表直接测量法对电流互感器的极性进行校核。
3.5采用比率差动保护
比率差动保护是差动保护的一种。差动保护需采取比率差动的原理：防止在变压器区外故障（穿越性故障）时，高低压侧CT传变特性不一致，导致差流，并且超过定值而动作。当采用了带比率制动的差动保护后，随着穿越电流的增大，差动启动的门槛将会抬高，可保证穿越性故障不误动。
结语
差动保护作为变压器的主保护，必须高度重视其运行维护管理。为了防止变压器差动保护误动，重点环节为施工验收以及投运过程中的带负荷测试。在整个过程中验收人员应提高要求、严格遵循验收规范中的每一个步骤，确保保护装置及其二次电流回路正确，以保证设备运行过程中的绝对安全。
参考文献
[1]王启立，董娟.简述微机变压器差动保护原理与调试方法[J].现代机械装备，2019（6）：113-114.
[2]郭全丽，徐建.徐明春.微型机比例制动式变压器保护原理及调试[J].山西电力，2019（6）：46-47.
[3]刘肖兵，唐春海.谈电力变压器常见故障及诊断技术[J].科技论坛，2020（7）：19-21.
[4]中国电力企业家协会供电分会.继电保护[M].中国电力出版社,2019.
[5]陆轩.如何避免变压器差动保护的不平衡电流[M].电气试验,2019(01).
[6]杜鹏飞.变压器差动保护误动分析及对策［J］.科学技术创新，2020（1）：13.