干式變壓器差動保護誤動分析及對策

文摘：從事件的形成和保護原理出發，詳細分析了微機干式變壓器差動保護動作的原因。針對新建、運行或升級的發電廠、變電站干式變壓器差動保護誤動問題，提出了對策。

0簡介

電力干式變壓器是電力系統中較關鍵的主要設備之一，承擔著電壓轉換、配電和輸電，并提供電力服務。因此，干式變壓器的正常運行是電力系統安全、可靠、優質、經濟運行的重要保證。微機縱聯差動保護(簡稱縱聯差動保護或差動保護)作為主設備的主保護，不斷得到完善，但仍存在一些誤操作情況，會造成干式變壓器非正常停機，影響電力系統的發電和供電，甚至造成系統振蕩，對電力系統的發電和供電穩定運行非常不利。為此，分析了新建或設備更新的發電廠、變電站干式變壓器差動保護誤動的原因，并提出了防止干式變壓器差動誤動的對策。

1干式變壓器差動保護

干式變壓器差動保護一般包括：差動速斷保護、比率差動保護、帶二次(五次)諧波制動的比率差動保護。無論何種差動保護功能，其差動電流都是通過干式變壓器各側電流的矢量和得到的。干式變壓器正常運行或保護區外故障時，差動電流近似為零，保護區發生故障時，差動電流增大。現在以雙繞組干式變壓器為例。

1.1比率差動保護的運行特性比率差動保護的運行特性見圖1。干式變壓器輕微故障時，例如匝間短路匝數少時，沒有制動量，所以干式變壓器輕微故障時保護的靈敏度更高。在嚴重的區外故障情況下，制動量較大，提高了保護的可靠性。

二次諧波制動的主要區別是故障電流或涌流，因為干式變壓器空載投入運行時會產生相對較大的涌流，并伴有二次諧波分量。為防止干式變壓器誤操作，采用諧波制動原理。通過判斷二次諧波分量是否達到設定值，可以判斷干式變壓器是故障還是空載投入運行，從而判斷比率差動保護是否動作。二次諧波制動比一般為0.12 ~ 0.18。對于一些大型干式變壓器，為了提高保護的可靠性，采用了五次諧波制動原理。

1.2差動速斷保護差動速斷保護的作用是在該區域發生嚴重故障時，迅速跳開干式變壓器各側斷路器，切除故障點。差動速斷定值是干式變壓器逃逸的勵磁涌流和較大運行方式下穿越故障引起的不平衡電流中較大的一個。定值一般為(4 ~ 14) ie。

干式變壓器差動保護誤動原因分析

根據干式變壓器差動保護誤動的可能性，大致分為新建發電廠和變電站、運行發電廠和變電站、有設備更新改造的發電廠和變電站三個方面。這種分類方法并不是絕對互不相同，只是為了方便分析問題時優先考慮實際問題。

2.1新建發電廠和變電站干式變壓器差動保護誤動原因分析新建變電站干式變壓器差動保護誤動比例較大，但這種情況下的誤動一般發生在干式后72小時內 #p#分頁標題#e#

2.1.1定值不合理導致干式變壓器差動保護誤動。差速判定值和二次諧波制動比差速整定值選擇不正確導致誤操作。差動速斷是在區域故障嚴重的情況下，快速跳閘干式變壓器各側斷路器，切斷故障點。差動速斷定值是干式變壓器逃逸的勵磁涌流和較大運行方式下穿越故障引起的不平衡電流中較大的一個。定值一般為(4 ~ 14) ie。對于保護整定值的計算部門，特別是非電力系統整定值的計算部門，根據運行經驗，差動速斷值常取(5 ~ 6) IE。這樣，干式變壓器空載合閘時，斷路器會誤跳。特別是勵磁涌流對保護的影響，廣東某電廠在干式變壓器保護設備改造后，由于合上干式變壓器產生勵磁涌流，出現上述誤跳現象。比率差動是指當干式變壓器發生輕微故障時，保護在不制動的情況下跳開各側斷路器，使干式變壓器發生輕微故障時保護具有更高的靈敏度；當區外出現故障時，按一定比例進行制動，提高保護的可靠性；同時，通過干式變壓器空載合閘時產生的二次諧波來區分故障電流或涌流，從而實現保護制動。差動電流和制動電流一般在額定條件下計算，但在一般運行方式下，由于受電流互感器變比、同步系數和計算誤差的影響，干式變壓器在實際運行中會形成一定的差動電流，導致比率差動保護誤動。二次電流互感器(TA)接線方式整定值選擇不正確導致誤操作。微機保護中，高壓側和低壓側之間電流相角的傳遞由軟件完成。無論高壓側采用Y型接線還是型接線，都能獲得正確的差動電流。與傳統的常規繼電保護相比，實際應用更加方便靈活。然而，由于這種靈活性和方便性，往往會導致現場差動保護的誤動作。干式變壓器差動保護，如果二次電流互感器(TA)接線方式的整定值選擇不正確，高壓側的相角無法傳遞，正常運行時高壓側和低壓側的差動電流無法平衡，導致差動保護誤動。