一起110kV主变差动保护误动作原因分析

陆志平

(泰州供电公司，江苏 泰州 225300)

变压器差动保护原理简单、使用电气量单纯、保护范围明确、动作不需延时，一直用作变压器主保护。目前变压器微机差动保护装置均采用具有比率制动特性的差动元件，原则上在区外故障时不会发生误动作现象。但各微机保护差动保护在实现方式细节上的各不相同，增加了其在具体使用中的复杂性，人为出错机率增大，正确动作率降低。某日兴化地区110kV罗么变发生了一起10kV线路故障引起110kV主变差动保护误动作跳闸，导致全所失电。

1 事故描述

110kV罗么变为单母分段接线方式，母联710开关热备用，1号、2号主变分列运行，运行方式如图1所示。

图1 事故前罗么变电站运行方式

某日2:20，110kV罗么变2号主变差动动作，跳开 2 号主变 702、102（III）、102（IV）开关；同时，永博271、唐石182、罗唐181线路速断动作，唐石182线路重合未成。2:22，罗么变1号主变差动动作，跳开1号主变 701、101（I）、101（II）开关；同时，双乐 171、双惠173线路速断动作。全所失电，所有负荷无法转移。6:47，地调将1号主变恢复运行后，兴化调试送唐石182线，唐石182线速断动作，重合未成，1号主变主变未动作。6:50兴化调试送双乐171线，1号主变差动动作，同时双乐171线速断动作。

2 原因分析

发生事故当天为雷暴雨天气，罗么变2:20永博271、双乐171、双惠173线路发生永久性相间故障，因而流过罗么变1号、2号穿越电流非常大，同时主变差动保护接线组别整定错误，最终导致主变差动保护误动作跳三侧开关。

2.1 接线组别整定错误造成较大差流

不平衡电流产生的原因大致分为[1]：稳态情况下不平衡电流；暂态情况下不平衡电流。其中稳态情况下不平衡电流的原因主要有：（1）变压器绕组接线方式不同。（2）带负荷调分接头引起变压器变比的改变。（3）变压器各侧电流互感器的型号和变比不相同。

罗么变1号、2号主变高压侧CT变比为1200/5，低压侧CT变比为4000/5，线路CT变比为600/5。

2:22双惠173跳闸时，1号主变同时跳闸。双惠173线路保护动作电流二次值为78.6 A，反映到一次电流为9432 A，此时主变低压侧的一次电流为9432 A。差动保护检测到的二次电流Id为11.8 A，反映到主变高压侧的一次电流为900.3 A，差动保护检测到的二次电流Ig为3.75 A。

接线组别整定为Y/△/△，装置的平衡系数：高压侧K1为1/1.732；低压侧K2为 0.318；差流Icd为：

接线组别整定为Y/Y/△，装置的平衡系数为：高压侧K1为1/1.732；低压侧K2为0.1836，差流 Icd为：

差动保护的启动值Iqd整定为1.4 A小于1.58 A，此时差动保护将启动。差动保护装置采样到的差流为2.85 A大于1.4 A。可见1号主变跳闸是由接线组别整定错误产生的。

2.2 试送唐石182线路1号主变差动未误动的原因

罗么变2台主变容量均为8万kV·A，主变有110kV/10.5kV 2个额定电压等级，接线组别Y/△接线，低压侧采用双分支接线。差动保护配置为南瑞科技（城乡所）DSA-2321-3型变压器差动保护，该型号保护全称为三圈变高中低三侧差动主保护。查阅110kV罗么变主变电压电流回路设计图，图中差动保护电流回路标有110kV侧进线、10kV分支一、10kV分支二，而没有标明中压侧接有电流回路（如图2所示）。继电保护整定人员按照常规思路，认为10kV分支一与10kV分支二的电流回路同时接在保护装置的低压侧电流回路上，并在装置内部进行电流矢量计算，因此将接线组别整定成了Y/Y/△。而现场检查装置背板的电流端子发现，实际将10kV分支一电流接入了中压侧电流回路，10kV分支二接入了低压侧电流回路，据此，接线组别应该整定成Y/△/△。

图2 差动保护电流回路

对罗么变10kV的4段母线来说，10kV II段母线及IV段母线的电流接入主变差动回路是正确的，而10kV I段母线及III段母线的电流接入主变差动回路则会产生差流，且差流随着电流的增大而增大。因此在试送10kV II母线上的唐石182线路时，唐石182线路速断保护动作，而1号主变差动保护未动作；在试送10kV I段母线上的双乐171线路时，双乐171线路速断保护动作的同时1号主变差动也动作。由此也说明这次主变跳闸是由接线组别整定错误产生的。

2.3 主变带负荷试验未发现有差流的原因

主变带负荷试验时，带2组电容器，容量为12000kVar，约占主变容量的15%。2台电容器的一次负荷电流Ie为660 A，即Id1为 330 A，Id2为330 A。 此时，反映到主变低一侧及低二侧的一次电流为330 A。低压侧CT变比为4000/5，差动保护检测到的二次电流Id1，Id2均为0.4125 A。此时，反映到主变高压侧的一次电流为63 A。高压侧CT变比为1200/5，差动保护检测到的二次电流Ig为0.2625 A。

如果整定成Y/△/△,装置的平衡系数：高压侧K1为 1/1.732；低一侧 K2为 0.316；低二侧 K3为 0.316，差流Icd为：

如果整定成Y/Y/△，装置的平衡系数：高压侧K1为1/1.732；低一侧K2为0.1836；低二侧K3为0.316差流Icd为：

由此可以判断，考虑到装置精度，带负荷试验无法验证有差流。

3 暴露的问题

由于对罗么变1号、2号主变差动保护均与10kV线路速断保护同时动作认识不够，现场没有检查差动保护电流回路。当1号主变差动保护再次因10kV线路故障引起误动时，才检查了差动保护电流回路。整定人员业务水平有待提高，工作不够严谨，对保护装置电流回路接线方式的多样性和复杂性认识不足，按照常规方式进行整定，导致差错发生。对于主变差动保护带负荷试验认识不足，没有认识到双分支、负荷电流小，在带有限负荷进行带负荷试验及保护装置精确度限制的情况下可能无法暴露差动保护接线组别整定错误。

4 改进措施

（1）做好日常的事故预想工作，尽可能考虑各变电站的不同情况、各类事故，针对恶劣天气做好危险点分析。制定具体的事故应急处理预案、事故预想等应急措施，经常进行事故演练。

（2）加强检修人员、操作人员及调度员的培训。针对保护装置电流、电压回路接线方式的多样性和复杂性，多学习一些事故案例，增加见识，以提高对事故原因分析和判断能力，确保事故处理准确无误。

（3）要深入现场，熟悉有关图纸、现场设备情况，认真进行定值计算，严格按照规定进行审批和核对。加强与施工单位、设计单位沟通，对于不同于常规做法的地方，将其作为重点内容特别提供给运行运行、生技、调度等部门，从源头防止类似事故的发生。

（4）应定期对差动保护二次回路进行检查，利用每年进行的设备年检，对差动保护二次回路进行试验，保证设备的安全运行。

（5）建立健全运行分析制度，特别是对继电保护运行分析，应每月进行一次，做到有分析有总结。

5 结束语

运行实践表明，如果主变差动保护接线组别整定错误，只要有穿越电流流过主变，主变差动回路就会产生差流，且差流随着电流的增大而增大。由于负荷电流跟区外故障电流相比小得多，在带有限负荷进行带负荷试验时，很可能不能发现接线组别整定存在问题。因而这种误整定具有一定隐蔽性，只有误动后才会发现。这起误整定部分原因是整定人员按照常规方式进行整定，导致差错发生。影响变压器差动保护动作可靠性的因素很多，除文中所述之外，差动回路接线不正确、TA特性不良、调整不当、整定值不合理良等均会造成不正确动作。因此，要从事故中汲取教训，举一反三，提高差动保护动作可靠性和电网的稳定运行水平。

[1]国家电力调度通信中心编.电力系统继电保护实用技术问答[M].2版.北京：中国电力出版社，2010.