许海涛 黄闱，杨瑞，王伟，舒姗，解延毅，张岩，续所良
云南电网有限责任公司红河供电局 云南蒙自 661100
摘要：变压器的稳定运行是变电站可靠运行的基本保证,还直接影响着电力系统的安全可靠。变压器差动保护虽然融入科技技术得到了迅速发展,但仍然存在差动误动的风险,可能影响发电站的稳定运行,甚至引发严重事故。因此必须要分析且明确变电站变压器的差动保护故障和误动问题,分析故障原因并以此提出应对策略,保证变电站的安全稳定运行。
关键词：变电站；变压器；差动保护；运行故障；防范措施
一、?变电站中变压器差动保护的工作原理
在变电站的正常运行中,当变压器的内部产生故障时,两边就会向该点供给短路的电流,差动保护因感受到此点的电流不正常而作出相应的保护动作。当变电站中的变压器在正常工作时或者是出现问题时,变压器的流入电流等于流出电流,差动保护感受不到电流的不正常而不会作出相应的保护动作。一般在变压器的两边都安装了电流互感器,其中接的线是按循环电流法接的,流过变压器中的电流是两边电流互感器的二次电流的差,所以差动保护的变压器是接在差动回路上的,当变压器正常工作或者出现问题时,其差动回路的电流为零。
二、变电站变压器差动保护误动分析
（一）整定值不合理造成误动
二次谐制动的比率差动定值和差动速断定值选择不正确会造成误动的产生, 一般来说, 差动速断是在较为严重的故障下产生的, 它可快速的跳开变压器各册的断路器, 从而能够有效的切除故障点。对于保护定值的计算, 尤其是非电力系统的定值计算往往会基于以往的经验, 来讲差动的定值取为5~6IE。这样就会使得变压器出现误跳。比率差动则是当出现轻微故障的情况下来进行的, 它能帮助保护各侧的断路器, 从而保障变压器的灵敏度。当在故障出现在区外时, 凭借按照一定比率进行制动可以对变电器保护的可靠性。与此同时, 利用变压器合闸的间隙, 能够产生二次谐波量还实现保护制动。一般制动电流和差动电流都会在额定的情况下通过准确的计算来得到的, 但是现场的变压器却会在通常的运行方式下, 给予计算误差、同时系数、电流互感器变比的影响, 从而使得变电器在运行的过程中出现差电流, 造成比率差动保护的误动。对于微机保护来说, 如何能够有效的实现高、低压侧电流相角的转移由软件来实现, 将决定着保护的效果。因此, 这就需要采用三角形状的接线方式, 这与传统继电保护相比, 能够更加的灵活、方便, 但是也正是这种方便、灵活的特性, 也会导致差动保护的误动。对于变压器的差动保护来说, 如果没有正确的选择二次电流互感器的接线方式, 那么就很难实现高压侧相角的转移, 那么高低压侧的电流就不能保持平衡。
（二）接线错误造成的误动
当前变电站变压器的差动保护需要软件协助实现,因此,在进行相关定值计算中不可避免的会出现差动电流。比如当变压器的某一个电流互感器出现问题或者顺序错乱的时候便会产生差电流,对变压器的直接影响就是误动。出现这一现象和问题的原因是电流互感器中的接地线没有按照相关标准以及规范进行连接,引发的差动保护误动。因此为应对接线错误造成的误动就需要重新进行组网,按照相应标准以及规范进行电流互感器二次回路接地网的设置。对于变电站中的接地网点而言,不对等问题是必然存在的,若发生短路故障会因为电位差的存在造成电流流入接地网发生误动。除此之外,如果高低压侧断路器操作回路中出现了寄生现象,也能够引发误动。
（三）变电站中励磁涌流导致变压器差动保护误动的原因
变压器在正常工作下其电流值很小,这也是其励磁涌流的特点,一般情况下是不会超过其额定电流的3%~5%。但当变压器的外部发生短路问题时,因为电压发生下降,励磁电流此时就很小,因此对于其励磁电流没有什么影响。
在变压器发生故障问题后,当电压正常恢复时,因为变压器中的磁通快速的增强,而使得其铁芯立即达到饱和状态,其相对的导磁率接近1,变压器本身的绕组电感而降低,此时就伴随出现很大值的励磁涌流,其中也包括许多的高次谐波与非周期分量,最主要的是以数值可以达到额定电流的六到八倍以上的二次谐波为主,发生尖顶形状的励磁涌流。特别注意的是,浪涌电流与变压器的激磁涌流一样,只会流过变压器一边,在变压器空投合闸或者是切除的外部短路的电压正常恢复过程中,全部的激磁涌流都会流入到差动回路,并且在一台变压器产生激磁涌流的同时,跟其他的并联运行的变压器中还会产生浪涌电流,也会全部流入差动回路,导致变压器差动保护发生误动作。
三、变电站变压器差动保护误动的防范措施
（一）?系统方案实现与应用
(1)本文提出的差动保护误动分析系统能够很好的监测发现简单故障,但在复杂电网故障中的应用性存在一定的问题,需要光纤差动保护故障分析主站多个设备共同协作来记录故障信息,尤其是故障瞬间的波形数据。传统的录波分析工具一般一次只能显示处理一台匹配设备的录波波形,不能完全展示差动分析误动故障的完整过程。因此,在本文中提出了新的波形显示方案,实现了同一时间轴上所有故障波形数据的显示,同时通过计算机技术和数据库技术还实现了不同功能设备以及不同变电站间的数据比较,很好的识别处理差动保护的误动故障。
(2)故障录波数据为准确分析误动故障,包括了主变设备、母线以及线路的所有电流支路数据,当电路发生故障或者问题的时候能够记录所有数据。并进行数据分析,并作出评价。不受系统运行方式、过渡电阻、负荷电流、功率倒向、系统诊断等特有优势,准确定位故障位置和评价保护动作行为,并将各间隔故障电流、故障位置及诊断结果在故障报告上直观展示,为事故处理提供急需的决策支持。
（二）控制措施
对于那些新建或者是更新改造的变电站因为种种原因所造成的变压器差动保护误动情况, 就应该严格的按照国家的相关规定或者是厂家说明书进行, 每一个流程都需要对其进行严格的把关。尤其是当变压器初次运行时, 一定要查看带负荷的差电流, 然后再根据现场负荷的具体情况对其定值进行调整。对于变压器的应涌流以及励磁涌流所造成的误动, 就可调整差动保护启动门槛定值, 或者是调整差动保护二次谐波制动系数定值。然而由于具体造成误动的原因不尽相同, 可采取例证来给予说明。如某省220k V变电站在投入使用的过程中出现误动的问题,当变压器运行故障时, 流入差动继电器的电流很小, 远远的低于差动保护的整定值。因此, 变电器的差动保护就不会运行。
当变压器发生故障时, 那么差动保护就会跳闸。从上述案列可以看出, 变电站的变压器在投入使用时, 因为其自身的负荷往往较轻, 从而导致投产前的差动保护差电压或带负荷测相位的不正确。这就需要变电站的值班人了进行常规的检查外, 还应该对照变压器的整定保护定值单进行对比检查, 从而防止电流互感器一次侧变比接错而出现误动。
四、结论
在电力系统的变电站中,继电保护中变压器的差动保护动作生要目的就是预防其工作中产生最大不平衡电流,因此,在电力工作中要保证每一个重要的环节,采用合理的应对措施,从而提高变压器差动保护可靠性、稳定性,以确保变压器和整个电网的安全可靠运行。
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