摘要： 電力變壓器是電力系統(tǒng)的重要設(shè)備，它承擔(dān)著電壓變換、電能分配和傳輸，并提供電力服務(wù)。因此，變壓器的正常運行是對電力系統(tǒng)安全可靠、優(yōu)質(zhì)經(jīng)濟運行的重要保證。

 

　　關(guān)鍵詞：  實際案例  電力變壓器  差動保護 措施

 

　　1、前言

 

　　差動保護是變壓器的主保護，應(yīng)滿足可靠性、選擇性、靈敏性和速動性的要求。但因其 結(jié)構(gòu)復(fù)雜，接線繁瑣，安裝及檢修改造過程中很有可能留下隱患。因此，在設(shè)計、施工及以 后的檢修改造過程中，必須嚴格按照規(guī)程要求，認真分析，把好每-個技術(shù)關(guān)，確保TA型號 、變比、二次接線及二次電流接地方式等方面正確，杜絕差動保護誤動事故的發(fā)生。

 

　　工程技術(shù)人員一定要了解保護裝置和被保護的電氣設(shè)備的性能和特點，把握好安裝調(diào)試過程中每一環(huán)節(jié)，按照檢驗條例和有關(guān)規(guī)程規(guī)定，積極采取相應(yīng)措施，可以提高變壓器差動保護的可靠性，或者完全可以避免變壓器在運行中差動保護的誤動作。

 

　　2、變壓器的差動保護動作原理

 

　　差動保護能正確區(qū)分被保護元件保護區(qū)內(nèi)、外故障，并能瞬時切除保護區(qū)內(nèi)的故障。變壓器差動保護用來反映變壓器繞組、引出線及套管上各種短路故障，是變壓器的主保護。變壓器差動保護互感器二次側(cè)采用環(huán)流法接線，并廣泛用在三繞組和多繞組變壓器上 。

 

　　差動保護裝置為了活動動作的選擇性，差動繼電器KD的動作電流 必須大于在差動回路中出現(xiàn)的不平衡電流 。由于變壓器各側(cè)電壓等級不同，繞組接線方式不同，電流互感器型式及變比也不同，以及變壓器的勵磁涌流等原因，使變壓器差動保護的不平衡電流較大 。

 

　　3、加強主保護，應(yīng)使差動保護更完善和簡化整定計算 <http://www.studa.net/pc/>

 

　　加強主保護的目的，是為了簡化后備保護，使變壓器發(fā)生故障能夠瞬時切除故障。目前220kV及以上電壓等級的變壓器縱聯(lián)差動保護雙重化，這是加強主保護的必要措施。差動保護應(yīng)在安全可靠的基礎(chǔ)上使之完善。

 

　　在簡化整定計算方面，差動保護應(yīng)多設(shè)置自動的輔助定值和固定的輸入定值，使用戶需要整定的保護定值減到最少，以發(fā)揮微機型繼電保護裝置的優(yōu)越性。不需要系統(tǒng)參數(shù)，不需要校核靈敏度，可以根據(jù)變壓器的參數(shù)獨立完成保護的整定，整定方法簡單清晰。

 

　　4、簡化后備保護

 

　　后備保護作用主要是為了變壓器區(qū)外故障，特別是考慮在其聯(lián)接的母線發(fā)生故障未被切除的保護，當(dāng)然也可以兼作變壓器主保護的后備（尤其110kV及以下電壓等級的變壓器）和其聯(lián)接的線路保護的后備（尤其110kV及以下電壓等級的線路）。當(dāng)加強主保護以后，差動保護雙重化配置，氣體保護獨立直流電源，因此主保護是非常可靠、靈敏、快速的，理應(yīng)簡化后備保護。后備保護只要具備在220kV及以上電壓系統(tǒng)是近后備，在110kV及以下電壓系統(tǒng)是遠后備的基礎(chǔ)，不需要仿照線路保護設(shè)幾段后備保護，線路保護有距離保護，基本不受短路電流的影響，保護范圍較固定，配合比較簡單。變壓器后備保護主要是母線的近后備，110kV及以下電壓等級線路的遠后備，只要系統(tǒng)內(nèi)故障能由保護動作切除不致于拒動就滿足要求。如果后備保護要從電流保護來解決多段式配合，這是既復(fù)雜又困難的問題。變壓器后備保護不需作多段配合、定值校核的工作，我們要擺脫整定計算 <http://www.studa.net/pc/>中難以配合的困擾。目前，微機型保護各側(cè)設(shè)置相間和接地保護各設(shè)3段8時限的復(fù)雜保護是作繭自縛，沒有好處。

 

　　簡化后備保護的原則，作者認為變壓器高壓側(cè)只設(shè)置復(fù)合電壓過電流保護，中、低壓側(cè)設(shè)復(fù)合電壓過電流保護作為遠后備，電流限時速斷作為母線近后備。

 

　　5、工程案例

 

　　5.1故障現(xiàn)象

 

　　某公司對220kV永福變電站的35kV一次系統(tǒng)進行改造，＃1主變35kV側(cè)45開關(guān)進行了異地安裝，對應(yīng)的端子箱也進行更換。工程后期，一次、二次安裝接線完畢后，進入試運行階段。根據(jù)安排，在＃1主變送電后，在＃1主變保護屏上進行向量六角圖測試。

 

　　＃1主變一次接線組別是YYD-11，配置保護為常規(guī)差動保護，采用DCD-4型差動繼電器，35kV 45開關(guān)為DW16-35型多油斷路器，本側(cè)差動電流互感器為星形接線，變比為2500/5，中性線在主變保護屏接地。測試時＃1主變帶負荷約為6000kW，所測出的35kV差動電流互感器電流和相角(參考220kV電流電流A相)如下表1。

 

　　表135kV差動電流互感器電流和相角

 

　　35kV差動電流回路編號幅值相角

 

　　A5410.4A178°

 

　　N541a0.6A\

 

　　B5410.6A298°

 

　　N541b0.6A\

 

　　C5410.6A62°

 

　　N541c0.6A\

 

　　N5410.01A\

 

　　從上表可見，＃1主變35kV側(cè)差動電流A相電流A541與中性線N541a上電流不同，DCD-4型差動繼電器35kV側(cè)存在0.2A差流，如果主變負荷增加或外部故障時，差動繼電器上差流也會相應(yīng)增加，一旦差流達到差動保護定值，就會導(dǎo)致主變差動保護誤動。

 

　　5.2故障分析

 

　　經(jīng)過分析，可能是A相差動電流互感器發(fā)生了接地，因為接地分流而造成了流經(jīng)電纜和差動繼電器電流減少。為了進一步查清故障范圍，在＃1主變35kV側(cè)胡45開關(guān)端子箱和開關(guān)機構(gòu)箱對35kV差動電流互感器幅值進行測量，電流大小和上表一致。再對比A相保護電流互感器電流進行測試，測試結(jié)果如下表2：

 

　　表2對比A相保護電流互感器電流進行測試參數(shù)

 

　　電流回路編號用途幅值變比

 

　　A541縱差保護0.4A2500/5

 

　　A571過流保護0.6A2500/5

 

　　A581測量和計量0.6A2500/5

 

　　從表2 可以看出，在胡45開關(guān)端子箱和機構(gòu)箱內(nèi)測試A541電流也為0.4A，小于中性線上電流0.6A，應(yīng)該是在A相差動互感器在機構(gòu)箱內(nèi)發(fā)生了接地短路，分析接地分流圖如圖1所示。

 

　　5.3故障處理

 

　　為進一步檢查并處理故障，經(jīng)調(diào)度同意后，斷開胡45開關(guān)，打開油桶，斷開A相差動互感器至機構(gòu)箱連接電纜，用搖表對電纜進行絕緣測試，絕緣合格，未發(fā)現(xiàn)接地點。再檢查A相差動電流互感器，發(fā)現(xiàn)包扎互感器的絕緣層與固定電流互感器的螺桿相連處已經(jīng)磨損，判斷為電流互感器與固定螺桿相連接而造成接地短路。根據(jù)分析和現(xiàn)場檢查情況，及時更換了絕緣合格，變比相同的電流互感器。向地調(diào)申請胡45開關(guān)送電，送電后再次測量胡45開關(guān)電流幅值和相位均合格。

 

　　5.4結(jié)論

 

　　通過本起故障分析處理過程，可以看出，二次回路變更后的差動保護裝置，在送電時應(yīng)嚴格按規(guī)程對裝置進行向量六角圖測試，防止差動保護裝置誤動。通過分析有無差流，差壓來檢驗斷路器電流互感器電流回路有無接地。如被保護設(shè)備處于檢修狀態(tài)時，可以在保護屏上斷開A、B、C、N相電流聯(lián)片，分別測試電流互感器和二次電纜直阻，相互之間進行比較，來檢查發(fā)現(xiàn)電流互感器及二次電纜連接有無開路或者短路，絕緣有無降低等現(xiàn)象，另外還可以對電流互感器和接地網(wǎng)進行絕緣測試，來發(fā)現(xiàn)電流互感器線圈有無接地故障。

 

　　參考 <http://www.studa.net/>文獻 <http://www.studa.net/>

 

　　[1]王維儉，電氣主設(shè)備繼電保護原理和應(yīng)用，北京：中國 <http://www.studa.net/china/>電力出版社，1996.

 

　　[2]朱聲石，差動保護的暫態(tài)可靠性，繼電器，Vol.30，NO.8，2002.