劉建文

摘要：介紹了某110kV變電站變壓器縱聯(lián)差動保護故障的原因分析。

關鍵詞：110kV變電站;縱聯(lián)差動保護;電流互感器

1引言

對變壓器引出線、套管及內(nèi)部繞組的短路故障，大型變壓器常裝設縱聯(lián)差動保護作為主保護，保護區(qū)是構成差動保護的各側(cè)電流互感器之間所包圍的部分，縱聯(lián)差動保護靈敏度高，能快速切除故障變壓器。

以下是某110kV變電站變壓器縱聯(lián)差動保護裝置動作的故障分析，總結了變壓器縱聯(lián)差動保護應用中的常見問題及注意事項。

2故障情況簡介

某新建110KV變電站在站內(nèi)滿負荷運行時主變壓器縱聯(lián)差動保護裝置動作，變電站綜合自動化后臺監(jiān)控裝置顯示比率差動保護動作致變壓器高、低壓側(cè)斷路器跳閘。綜合自動化后臺監(jiān)控裝置顯示在斷路器跳閘前保護裝置曾有差流異常報警，在變電站運維人員尚未來得及處理時，比率差動保護動作引起變壓器高、低壓兩側(cè)斷路器跳閘。

3 故障原因分析

該變電站主變壓器型號為SFZ11-100000/110 變比為115±8*1.25%/36.5kV Ynd11結線，uk=10.5%，最大運行方式下變壓器低壓側(cè)三相短路時流過高壓側(cè)的電流初始值I2k，max為2.89kA，最小運行方式下變壓器高壓側(cè)三相短路電流初始值I1k，min為11.35kA，低壓側(cè)三相短路時流過高壓側(cè)的電流初始值I2k，min為2.72kA。變壓器高壓側(cè)電流互感器變比為600/1，采用星型接法，低壓側(cè)電流互感器變比為2500/1，采用星型接法。該110kV變電站主變壓器縱聯(lián)差動保護采用微機型繼電保護裝置，原理接線圖見圖1。

圖1 變壓器縱聯(lián)差動保護原理接線圖

如圖所示，在正常情況下，變壓器低壓側(cè)電流的相位超前于高壓側(cè)同名相電流30°，如果直接用這兩個電流構成變壓器縱聯(lián)差動保護，即使它們的幅值相同也會產(chǎn)生很大的不平衡電流，所以一般由微機保護裝置用軟件進行校正。

由于變壓器兩側(cè)變比不一致，因此在正常運行和外部故障時變壓器兩側(cè)電流互感器二次側(cè)電流幅值不一致，即使經(jīng)過相位校正，從兩側(cè)流入微機保護裝置的電流幅值也不相同，存在不平衡電流，因此在微機保護裝置中需要采用軟件進行幅值校正。

由于變壓器高壓側(cè)、低壓側(cè)兩側(cè)電流互感器不可能做到伏安特性曲線完全一致，因此即使在相位校正、幅值校正后仍可能存在一定的不平衡電流。在微機型變壓器縱聯(lián)差動保護裝置中，為提高內(nèi)部故障時的動作靈敏度及可靠躲過外部故障的不平衡電流，目前一般采用具有比率制動特性曲線的差動元件。

本變電站主變壓器比率差動保護裝置整定值：差動電流啟動值為0.4Ie，比率差動制動系數(shù)為0.5，二次諧波閉鎖系數(shù)為0.15，差流報警定值為0.2Ie。在變壓器比率差動保護動作后，我們對微機保護裝置比率差動保護整定值重新進行了核算校驗。

經(jīng)過校驗，比率差動保護整定值能躲過勵磁涌流和外部故障時的不平衡電流，保護靈敏系數(shù)滿足要求。

故障發(fā)生后，我們從故障錄波裝置調(diào)取了主變高壓側(cè)、低壓側(cè)電流故障錄波數(shù)據(jù)，故障錄波波形見圖2和圖3。

從故障錄波裝置記錄的變壓器高壓側(cè)和低壓側(cè)波形看，兩側(cè)電流波形都很正常，因變壓器兩側(cè)電流互感器之間的故障時變壓器兩側(cè)波形一般會有波形畸變，由此判斷可能是繼電保護系統(tǒng)誤動，但比率差動保護整定值經(jīng)計算沒有問題，因此我們對變壓器兩側(cè)波形進行了計算分析：

36.5kV側(cè)電流幅值約為0.77A，由此計算110kV側(cè)電流幅值為：

約等于故障錄波裝置記錄的110kV側(cè)電流波形的幅值（110kV側(cè)電流波形的幅值約為0.5A）的一倍，由此我們判斷可能是電流互感器實際變比與保護整定值不一致所致，在對110kV側(cè)電流互感器現(xiàn)場實際檢查后，發(fā)現(xiàn)該電流互感器為抽頭式雙變比電流互感器，電流互感器變比實際接線為1200/1，對電流互感器接線進行調(diào)整后，重新對該變壓器縱聯(lián)差動保護裝置進行了調(diào)試校驗，現(xiàn)投運正常。

結束語

新建變電站變壓器縱聯(lián)差動保護裝置在應用中常因兩側(cè)電流互感器選型不合理而伏安特性曲線差異過大、保護整定時電流互感器變比或二次側(cè)接線方式與實際不一致等造成保護誤動。因此，變壓器縱聯(lián)差動保護裝置的參數(shù)錄入前應將電流互感器變比、二次側(cè)接線方式等與現(xiàn)場實際設備進行核對，避免出現(xiàn)保護裝置整定參數(shù)與實際不一致的情況，且在投入運行前應認真進行繼電保護裝置的調(diào)試和校驗，及時對調(diào)試中的異常情況進行處理，變電站運維人員對綜合自動化后臺監(jiān)控裝置的告警信息要認真對待并及時處理，避免因人為原因引起故障跳閘。

參考文獻

[1]國家電網(wǎng)公司繼電保護培訓教材.中國電力出版社.2009.389～434.

[2]工業(yè)與民用供配電設計手冊（第四版）.中國電力出版社.2016.516～546.