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(yùn)行是對(duì)電力系統(tǒng)安全可靠、優(yōu)質(zhì)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的重要保證。

 

　　關(guān)鍵詞：  實(shí)際案例  電力變壓器  差動(dòng)保護(hù) 措施

 

　　1、前言

 

　　差動(dòng)保護(hù)是變壓器的主保護(hù)，應(yīng)滿足可靠性、選擇性、靈敏性和速動(dòng)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(guò)程中很有可能留下隱患。因此，在設(shè)計(jì)、施工及以 后的檢修改造過(guò)程中，必須嚴(yán)格按照規(guī)程要求，認(rèn)真分析，把好每-個(gè)技術(shù)關(guān)，確保TA型號(hào) 、變比、二次接線及二次電流接地方式等方面正確，杜絕差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)事故的發(fā)生。

 

　　工程技術(shù)人員一定要了解保護(hù)裝置和被保護(hù)的電氣設(shè)備的性能和特點(diǎn)，把握好安裝調(diào)試過(guò)程中每一環(huán)節(jié)，按照檢驗(yàn)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(dòng)保護(hù)的可靠性，或者完全可以避免變壓器在運(yùn)行中差動(dòng)保護(hù)的誤動(dòng)作。

 

　　2、變壓器的差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作原理

 

　　差動(dòng)保護(hù)能正確區(qū)分被保護(hù)元件保護(hù)區(qū)內(nèi)、外故障，并能瞬時(shí)切除保護(hù)區(qū)內(nèi)的故障。變壓器差動(dòng)保護(hù)用來(lái)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(hù)。變壓器差動(dòng)保護(hù)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(dòng)保護(hù)裝置為了活動(dòng)動(dòng)作的選擇性，差動(dòng)繼電器KD的動(dòng)作電流 必須大于在差動(dòng)回路中出現(xiàn)的不平衡電流 。由于變壓器各側(cè)電壓等級(jí)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(lì)磁涌流等原因，使變壓器差動(dòng)保護(hù)的不平衡電流較大 。

 

　　3、加強(qiáng)主保護(hù)，應(yīng)使差動(dòng)保護(hù)更完善和簡(jiǎn)化整定計(jì)算 <http://www.studa.net/pc/>

 

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

 

　　在簡(jiǎn)化整定計(jì)算方面，差動(dòng)保護(hù)應(yīng)多設(shè)置自動(dòng)的輔助定值和固定的輸入定值，使用戶需要整定的保護(hù)定值減到最少，以發(fā)揮微機(jī)型繼電保護(hù)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(dú)立完成保護(hù)的整定，整定方法簡(jiǎn)單清晰。

 

　　4、簡(jiǎn)化后備保護(hù)

 

　　后備保護(hù)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(hù)，當(dāng)然也可以兼作變壓器主保護(hù)的后備（尤其110kV及以下電壓等級(jí)的變壓器）和其聯(lián)接的線路保護(hù)的后備（尤其110kV及以下電壓等級(jí)的線路）。當(dāng)加強(qiáng)主保護(hù)以后，差動(dòng)保護(hù)雙重化配置，氣體保護(hù)獨(dú)立直流電源，因此主保護(hù)是非常可靠、靈敏、快速的，理應(yīng)簡(jiǎn)化后備保護(hù)。后備保護(hù)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(yuǎn)后備的基礎(chǔ)，不需要仿照線路保護(hù)設(shè)幾段后備保護(hù)，線路保護(hù)有距離保護(hù)，基本不受短路電流的影響，保護(hù)范圍較固定，配合比較簡(jiǎn)單。變壓器后備保護(hù)主要是母線的近后備，110kV及以下電壓等級(jí)線路的遠(yuǎn)后備，只要系統(tǒng)內(nèi)故障能由保護(hù)動(dòng)作切除不致于拒動(dòng)就滿足要求。如果后備保護(hù)要從電流保護(hù)來(lái)解決多段式配合，這是既復(fù)雜又困難的問(wèn)題。變壓器后備保護(hù)不需作多段配合、定值校核的工作，我們要擺脫整定計(jì)算 <http://www.studa.net/pc/>中難以配合的困擾。目前，微機(jī)型保護(hù)各側(cè)設(shè)置相間和接地保護(hù)各設(shè)3段8時(shí)限的復(fù)雜保護(hù)是作繭自縛，沒(méi)有好處。

 

　　簡(jiǎn)化后備保護(hù)的原則，作者認(rèn)為變壓器高壓側(cè)只設(shè)置復(fù)合電壓過(guò)電流保護(hù)，中、低壓側(cè)設(shè)復(fù)合電壓過(guò)電流保護(hù)作為遠(yuǎn)后備，電流限時(shí)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(duì)220kV永福變電站的35kV一次系統(tǒng)進(jìn)行改造，＃1主變35kV側(cè)45開(kāi)關(guān)進(jìn)行了異地安裝，對(duì)應(yīng)的端子箱也進(jìn)行更換。工程后期，一次、二次安裝接線完畢后，進(jìn)入試運(yùn)行階段。根據(jù)安排，在＃1主變送電后，在＃1主變保護(hù)屏上進(jìn)行向量六角圖測(cè)試。

 

　　＃1主變一次接線組別是YYD-11，配置保護(hù)為常規(guī)差動(dòng)保護(hù)，采用DCD-4型差動(dòng)繼電器，35kV 45開(kāi)關(guān)為DW16-35型多油斷路器，本側(cè)差動(dòng)電流互感器為星形接線，變比為2500/5，中性線在主變保護(hù)屏接地。測(cè)試時(shí)＃1主變帶負(fù)荷約為6000kW，所測(cè)出的35kV差動(dòng)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(dòng)電流互感器電流和相角

 

　　35kV差動(dòng)電流回路編號(hào)幅值相角

 

　　A5410.4A178°

 

　　N541a0.6A\

 

　　B5410.6A298°

 

　　N541b0.6A\

 

　　C5410.6A62°

 

　　N541c0.6A\

 

　　N5410.01A\

 

　　從上表可見(jiàn)，＃1主變35kV側(cè)差動(dòng)電流A相電流A541與中性線N541a上電流不同，DCD-4型差動(dòng)繼電器35kV側(cè)存在0.2A差流，如果主變負(fù)荷增加或外部故障時(shí)，差動(dòng)繼電器上差流也會(huì)相應(yīng)增加，一旦差流達(dá)到差動(dòng)保護(hù)定值，就會(huì)導(dǎo)致主變差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)。

 

　　5.2故障分析

 

　　經(jīng)過(guò)分析，可能是A相差動(dòng)電流互感器發(fā)生了接地，因?yàn)榻拥胤至鞫斐闪肆鹘?jīng)電纜和差動(dòng)繼電器電流減少。為了進(jìn)一步查清故障范圍，在＃1主變35kV側(cè)胡45開(kāi)關(guān)端子箱和開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)箱對(duì)35kV差動(dòng)電流互感器幅值進(jìn)行測(cè)量，電流大小和上表一致。再對(duì)比A相保護(hù)電流互感器電流進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試結(jié)果如下表2：

 

　　表2對(duì)比A相保護(hù)電流互感器電流進(jìn)行測(cè)試參數(shù)

 

　　電流回路編號(hào)用途幅值變比

 

　　A541縱差保護(hù)0.4A2500/5

 

　　A571過(guò)流保護(hù)0.6A2500/5

 

　　A581測(cè)量和計(jì)量0.6A2500/5

 

　　從表2 可以看出，在胡45開(kāi)關(guān)端子箱和機(jī)構(gòu)箱內(nèi)測(cè)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(dòng)互感器在機(jī)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(jìn)一步檢查并處理故障，經(jīng)調(diào)度同意后，斷開(kāi)胡45開(kāi)關(guān)，打開(kāi)油桶，斷開(kāi)A相差動(dòng)互感器至機(jī)構(gòu)箱連接電纜，用搖表對(duì)電纜進(jìn)行絕緣測(cè)試，絕緣合格，未發(fā)現(xiàn)接地點(diǎn)。再檢查A相差動(dòng)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(chǎng)檢查情況，及時(shí)更換了絕緣合格，變比相同的電流互感器。向地調(diào)申請(qǐng)胡45開(kāi)關(guān)送電，送電后再次測(cè)量胡45開(kāi)關(guān)電流幅值和相位均合格。

 

　　5.4結(jié)論

 

　　通過(guò)本起故障分析處理過(guò)程，可以看出，二次回路變更后的差動(dòng)保護(hù)裝置，在送電時(shí)應(yīng)嚴(yán)格按規(guī)程對(duì)裝置進(jìn)行向量六角圖測(cè)試，防止差動(dòng)保護(hù)裝置誤動(dòng)。通過(guò)分析有無(wú)差流，差壓來(lái)檢驗(yàn)斷路器電流互感器電流回路有無(wú)接地。如被保護(hù)設(shè)備處于檢修狀態(tài)時(shí)，可以在保護(hù)屏上斷開(kāi)A、B、C、N相電流聯(lián)片，分別測(cè)試電流互感器和二次電纜直阻，相互之間進(jìn)行比較，來(lái)檢查發(fā)現(xiàn)電流互感器及二次電纜連接有無(wú)開(kāi)路或者短路，絕緣有無(wú)降低等現(xiàn)象，另外還可以對(duì)電流互感器和接地網(wǎng)進(jìn)行絕緣測(cè)試，來(lái)發(fā)現(xiàn)電流互感器線圈有無(wú)接地故障。

 

　　參考 <http://www.studa.net/>文獻(xiàn) <http://www.studa.net/>

 

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

 

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