许文芳
国能粤电台山发电有限公司 广东台山 529228
摘要：主变压器是我国变电系统当中重要的输送设备，在运行过程中需要通过一系列的保护装置保障其安全运行，从而提升输送电能力。本文在对某型号主变压器投运情况进行研究的过程中，对主变压器所面临的影响因素进行分析，从而归因主变压器出现差动保护的常见原因。随后依据差动保护的要求，提出了几个方面的可靠性提升对策，保障主变压器的变电安全。
关键词：主变压器；差动保护；电气设备运行；电气故障
在电路系统当中，电气设备具有流入节点的电流总和为零这一特点，而由于电气设备作为系统中的重要节点，能够实现流入节点和流出节点的电流为等值，因此可以通过设置整定值的方式进行故障时的断路跳开预设，使电气设备得到安全保护。这种保护措施被称为差动保护。但是在实际的应用过程中，由于电气设备所处的电路环境不同，受到环境变化影响，同样会出现差动保护动作。因此为了规避风险，需要对其原因进行判断。
1主变压器差动保护误动原因分析
1.1主变压器不平衡电流影响
主变压器在投运的过程中，受到不平衡电流影响十分普遍。在常见的不平衡电流中，主要以变压器档位变化、ct传变误差以及励磁电流所造成的不平衡最为常见。变压器档位变化所产生的不平衡电流主要是指变压器在运行过程中由于需要进行有载调压，所以必须进行分接头位置变化这一过程所产生的不平衡电流。在调整分接头位置时，变压器的变比会发生一定程度的改变，而变压器的CT变比却始终保持固定，其具体数值一般维持在安装预设值范围区间之内。因此二者电流之间会产生差额。这一差额一般由ΔU来进行表达，因此有公式1进行计算。而在变压器内部，由于档位具有可调整性，因此存在正负两种误差，取值范围控制于0.05以内。
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CT中的传变误差所导致的不平衡主要是指CT二次侧的励磁电流，这种励磁电流一般需要借助励磁回路等效电感、等效阻抗等进行数据计算。如图1所示。在图中，Lu1以及ZL分别指代了励磁回路等效电感和等效阻抗两个部分。而Z1则包含有漏抗、二次负载阻抗值等部分，因此具有电阻分量占优的特点。变压器一旦发生外部故障，那么变压器CT电路中的一次电流I2将会与-I1保持一致，因此引发误差电流。这一误差电流可以视作两个CT之间所形成的励磁电流的差值，通过计算可以得知，励磁电流相较于一次电流，处于后位，因此二者之间的相位差低于90°。在实际的变压器应用中，两组CT型号通常使相同的，其参数误差会相对较小，因此不平衡电流也较低。但部分变压器却采用不同型号的CT设备，最终造成不平衡电流增大。
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1.2主变压器接线错误影响
除了在变压器投运过程中由于电路特征所造成的电流不平衡这一原因外，在日常的主变压器检修过程中，笔者还发现由于接线错误所造成的误动现象。一般来说，接线错误主要集中在主变接线极性错误和CT极性错误两个方面。
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本文所进行研究的主变压器是我国变电网络的底层电气设备，一般集中分布于县乡等地区，而对于主变设备进行检修和维护的，则是这一层级的工作人员。在相关的岗位培训工作当中，县乡一级的供电工作人员一般会对一次设备高度重视，而二次设备的检修却时常被忽略。在部分县乡地区，新建变电站在投运初期就出现了差动保护误动现象，对电网稳定造成影响。以某县GL变电站为例，该县变电站建成于2012年五月，主变设备使用微机自动化装置进行保护。但是在投运初期大负荷供电下，出现了“差流越限”警告，通过检修人员的维护和判断，认定为低压侧接线问题，随着深入的原因探究，发现安装工作人员进行差动保护接线时，极性混淆，导致接线极性接反，造成误动。如图2所示。
通过图2的示例可以看到，三相之中，只要出现某一相接反，由于所处的三相相位关系固定，其他两相之间势必会形成差值，最终造成差动保护的误动。
2 主变压器差动保护可靠性提升
差动保护是电气设备在投运过程中重要的安全保障，因此在实际的应用中，应当深刻避免由于环境因素所造成的误动现象。
2.1积极控制电流不平衡现象
通过上文的分析可以看到，在主变压器投运过程中，电流不平衡问题对于差动保护影响巨大。因此为了避免差动保护的误动现象，应当从控制电流不平衡的角度入手。本文在日常工作中，提出了通过电流补偿的方式，对变比误差进行控制，避免出现差动保护误动现象。一般来说，在实际的运作过程中，电流互感器的理论变比与真实变比之间一定会存在误差，误差大则会造成误动，因此在主变压器投运过程中需要对二者之间的差值进行补偿，实现不平衡控制。在实际操作中，通常通过选定电流互感器的方式，计算获取补偿值Δn，再依据Δn获取差动继电器电流数值，从而使不平衡电流可以补偿掉。如公式2所示。
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式中，ΔnI1为依据电流互感器所获得的补偿系数，I2为差动继电器电流数值。
2.2加强供电职能部门管理
主变压器的差动保护误动问题，除了有设备自身的问题之外，还有诸如接线错误此类人为问题。针对人为因素所产生的影响，应当积极成立监管体系对人工作业进行管理。
在供电企业内部应当形成对于员工的统一培训计划，提升员工的岗位能力。例如GL变电站所处的县级供电企业，就通过季度培训的方式，聘请行业内部专家进行教学，提升了内部员工的业务素质和专业能力。与此同时，供电企业还应当合理运用先进的信息化技术，通过搭建信息化管理监控平台的方式，对主变压器进行状态分析和状态检测，从而实现对电气设备的动态管理，避免事故的发生。此外，电力部门在进行二次设备采购时，应当以设备质量为主要的出发点，选取具有质量保证的厂家进行订货，避免存有质量问题的低劣产品进入到电力市场内部。
结语：
综上所述，差动保护动作误动现象是一种常见的主变压器故障现象，但是作为变压器运行的安全保障，仍然需要引起相关的重视。在分析和研究中，差动保护动作误动的形成一般表现为客观层面的设备运作问题和主观层面的人为因素影响。在进行主变压器电气设备管理时，应当从这两个方向入手，通过专业的技术手段和全面的职工培训方式，防患于未然。
参考文献：
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[2]张瑞春.内桥接线变电站主变差动保护死区现象研究[J/OL].中国战略新兴产业:1-2.