一起35kV主变差动保护误动作原因的分析

赵桂娟

(山西晋煤集团供电分公司 山西 晋城 048006)

一起35kV主变差动保护误动作原因的分析

赵桂娟

(山西晋煤集团供电分公司 山西 晋城 048006)

本文通过对一起35KV主变差动保护动作原因查找和分析，发现了定值不合理的问题，通过重新整定计算，保证了电网稳定运行。

主变;差动保护;定值;整定

1 引言

电力变压器是电力系统中十分重要的供电元件，它的故障将对供电可靠性和系统的正常工作带来严重的影响。同时大容量的电力变压器也是十分贵重的元件，因此必须根据变压器的容量和重要程度考虑安装性能良好、工作可靠的继电保护装置。

根据国家电力调度通讯中心和中国电力科学院的《全国继电保护与安全自动装置运行情况统计分析》，在1995～2001年期间，变压器纵差保护共动作1464次，其中误动作或拒动作449次，动作正确率只有69.3%，其保护正确动作率远低于发电机保护和220～500kV线路保护。误动作和拒动作的原因除了运行(整定、调试)、安装、制造质量等方面外，还有若干理论问题有待解决。本文就一起因定值整定不合理造成的主变差动保护误动作的事故进行分析，从而说明定值整定计算的重要性。

2 事故经过

2.1 站内变压器及保护配置情况

晋煤(集团)王台35kV变电站使用两台由中电电气集团江苏中电输配电设备有限公司生产的型号为SFZ11-16000/35的变压器，保护装置采用南京南自机电自动化有限公司生产的PDS-720系列数字式变压器保护测控装置，差动元件的比率制动特性曲线采用两段折线式。

2.2 天气情况

保护动作时刮风下雨。

2.3 后台报文

14:09:44 I#电容器C608相对时间0ms低电压启动

14:09:18 I#电容器C608相对时间501ms低电压动作u=0.023438

14:10:18 I#主变比率差动相对时间1ms 差流突变量启动；比率差动B相动作，差动电流Icd=1.968，制动电流Izd=2.939，二次谐波制动电流I*0.343750，1#主变差动动作，两侧开关跳闸。

3 原因分析

3.1 故障录波分析

1#主变压器差动保护动作录波图如图1所示。录波图分析为：A、B、C三相均出现差动电流，B相幅值较大。相对时间9ms时，高、低侧继电器启动；相对时间25ms时，高、低侧开关执行跳闸，相对时间62ms时，高、低侧开关完成跳闸。相对时间103ms时，跳闸结束继电器返回。

图1 1#主变压器比率差动保护动作录波图

3.2 故障检修

1#主变跳闸后，现场人员积极查找跳闸原因。运行人员将1#变压器由热备用状态转为了检修状态，试验人员对1#变压器本体及有载调压部分的变压器油进行取样试验，对差动保护装置进行保护性能测试，并组织人员对定值进行重新核对性计算。

3.2.1 保护装置性能测试情况

试验人员从1#主变压器差动保护装置电流回路端子排处，由各侧各相分别加入试验电流，以检查差动保护装置动作情况，同时查看录波图形。现场发现，由35kV侧和6kV侧的A、B、C三相加入差动保护动作整定试验电流，差动保护都能正确动作，并都有与试验电流值相符的电流正弦波形显示。因此，根据试验判断：1#主变压器差动保护装置正常。

3.2.2 主变油样试验情况

检修人员现场对1#主变压器本体及有载调压部分变压器油进行采样，送检试验中心进行油样试验及绝缘油溶解气含量色谱分析，试验分析结果如表1～表4所示。

表1 1#主变本体部分油样试验报告

表2 1#主变本体部分绝缘油溶解气含量色谱分析报告

表3 2#主变本体部分油样试验报告

表4 2#主变本体部分绝缘油溶解气含量色谱分析报告

从试验报告数据可以看出，1#主变油样试验项目及绝缘油溶解气含量色谱分析项目全部满足国家标准，绝缘油正常。由此，可以排除1#主变压器内部故障。

3.2.3 差动保护定值的核定情况

(1)基本侧的确定

选择二次电流较大的一侧为计算的基本侧。

表5 计算基本侧确定表

由表5可以看出，低压侧的二次额定电流小于高压侧的二次额定电流，故应选取高压侧为基本侧。

(2)计算差动速断电流

差动速断保护可以快速切除严重内部故障，防止由于电流互感器饱和引起的差动保护延时动作。其整定值应躲过变压器最大励磁涌流和外部故障时的最大不平衡电流。

ISDDZ=K×Ie

一般可取K=6～10，对于小型变压器取较大值，大型变压器取较小值。

站内主变容量为16000kVA，取K=8。

ISDDZ=K×Ie=8×4.39=35.12A≈35A

差动速断电流一次值为:35.12×(300/5)=2107A

(3)计算差动启动电流

差动启动定值外差动保护最小动作电流值，应按躲过变压器额定负荷时的最大不平衡电流整定。在工程使用整定计算中可选取ICDQD=(0.4～0.8)Ie，一般可取ICDQD=0.5Ie。

ICDQD=(0.4～0.8)Ie=0.5Ie=0.5×4.39≈2.20A

差动启动电流一次值为:2.20×(300/5)=132A

(4)计算起始制动电流(拐点)

Izddz≤1.0×Ie=1.0×4.39=4.39A

起始制动电流一次值为:4.39×(300/5)=263.9A

(5)计算比率差动制动系数(制动曲线斜率)

KZD≥KK(KTX×FLH+ΔU+ΔN)

KK:可靠系数，取1.2～2。

KTX:电流互感器同型系数，取1。

KLH:电流互感器误差，取0.1。

ΔU:有载调压引起的误差，取有载调压范围的一半；故取3×2.5%=0.075。

ΔN:其他误差，取0.05。

KZD≥KK(KTX×FLH+ΔU+ΔN)=2(1×0.1+0.075+0.05)=0.36

(6)计算差流越限定值

差流越限元件需要躲过变压器正常运行时的不平衡电流，包括电流互感器的误差、调压造成的误差及系统中其他误差。由于该元件经延时报警，在工程应用中差流越限定值一般可以整定为0.2倍额定电流。

ICLYX=0.2×4.39≈0.88A 差流越限电流一次值为：0.88×(300/5)=52.80A

(7)计算二次谐波制动系数

差动保护中二次谐波制动比表示差电流中的二次谐波分量与基波分量的比值。变压器励磁涌流中的二次谐波含量同系统中的多种因素有关，在工程应用中二次谐波制动比一般可以整定位15%～20%。

K2XB=15%～20%=18%=0.18

(8)差动保护定值评估

由表6可以看出，原差动启动电流定值太小，不足以躲过此次动作电流。

表6 1#主变压器差动保护定值

3.3 故障结论

1#主变压器差动定值整定过程中，因定值计算人员启动电流系数选取不合理，引起定值不合理，造成主变比率差动动作，如图2所示。

图2 比率差动制动特性图

从图中可以看出曲线1为原定值确定的比率差动动作区，曲线2为重新计算后的定值确定的比率差动动作区，曲线2所确定的区域要小于曲线1所确定的区域。由此可以看出，整定计算是继电保护工作中一项非常重要的内容，正确、合理的进行整定计算才能使系统中的各种保护装置和谐一起工作，发挥积极作用。

4 结论

近年来，微机保护装置的应用日益广泛，但是变压器主保护的误动原因仍是多方面的。工程技术人员一定要对定值整定、保护装置和被保护的电气设备的性能和特点有着深入了解，并在安装调试过程中把每一环节工作做细，按照检验条例和有关规程规定，积极采取相应措施，是可以提高变压器差动保护的可靠性的，或者完全可以避免变压器在运行中差动保护的误动作。

[1] 国家电力调度通信中心.电力系统继电保护典型故障分析[M].北京：中国电力出版社，2000.

[2] 贺家李.电力系统继电保护原理(增订版)[M].北京：中国电力出版社，2004.

[3] 于群,曹娜.MATLAB/Simulink电力系统建模与仿真[M].北京：机械工业出版社，2014.

[4] 樊平，王永辉.一起220kV主变差动保护误动分析与处理[J].电力科学与工程，2010(5):74-76.

[5] 何晓章，王伟.一起220kV主变继电保护误动原因分析[J].电力科学与工程，2010(6):71-73.

[5] 何晓章，王伟.一起220kV主变继电保护误动原因分析[J].电力科学与工程，2010(6):71-73.

[6] DL/T722-2000 变压器油中溶解气体分析和判断导则[S].

Analysis on the Malfunction of Differential Protection of 35kV Main Transformer

ZHAO Gui-juan

(Shanxi Jincheng Anthracite Mining Group,Power Supply Company,Jincheng 048006,China)

Based on the analysis of a 35kV main transformer differential protection action,it is found that the problem of unreasonable set value is found,and the stable operation of the power grid is ensured by re-setting calculation.

main transformer;transformer differential protection;setting

1004-289X(2017)01-0085-04

TM41

B

2016-11-11

赵桂娟(1980.09-)，女，河北河间人，工学学士，工程师，从事变电运行管理工作。