摘要：在海上电力系统中，变压器占据着举足轻重的地位，是构成电力系统的重要部分。电流差动保护能够准确反应变压器内部和外部故障，在保护范围内能够快速切除各种故障，因此，被广泛地用于变压器的主保护。一旦差动保护误动作，将会造成严重后果。本文通过实际案例，从差动保护的基本原理、海上平台差动保护动作原因等方面进行了阐述。通过本文的分析，对海上平台差动保护动作原因查找有一定的指导意义。
关键词：海上平台变压器；差动保护；原因分析
1 海上平台变压器
海上平台变压器采用的是干式变压器，干式变压器是相对于油浸式变压器而言，简单的说干式变压器就是指铁芯和绕组不浸渍在绝缘油中的变压器。干式变压器具有绝缘强度高、不会燃烧爆炸、免维护、损耗低、节能、噪音低、设计灵活以及不污染环境等优点，符合海上平台生产设施高度集中、对安全环保要求高的生产特点。目前海上平台均采用树脂浇注三相干式双绕组变压器。海上平台变压器容量相对较小，以中小型变压器为主，容量大多数均在8000KVA以下。
2 差动保护
差动保护是同时反映被保护元件两侧电气量的变化或同时反应平行双回线路的始端及末端电气量变化而工作的。在保护范围内任何地点发生短路时，它都能瞬时动作。根据对电气量反应方式的不同，差动保护分为纵联差动保护和横联差动保护。海上平台变压器差动保护均采用纵联差动保护。
2.1 纵联差动保护的基本原理
如下图所示，通常称此种连接方法为环流法，将按环流法接线构成的保护称为纵联差动。
图1 纵联差动环流原理图
当线路外部K2短路时，两侧电流互感器二次电流同样在回路中环流，差动继电器中的电流I(*)KD也等于零。即：I(•)KD=I(•)m-I(•)n=0；此时差动保护不动作。
当线路内部K1短路时，分为以下两种情况：
1、若输电线路为两侧电源供电时，则I(•)KD=I(•)M+I(•)N=I(•)K，此时I(•)KD 达到差动继电器动作电流时，差动保护瞬时动作，断开两电源侧断路器。
2、若输电线路为单侧电源供电时，I(•)KD =I(•)M =I(•)K 或I(•)KD =I(•)N =I(•)K，此时当达到差动继电器动作电流时，差动保护瞬时动作，断开电源侧断路器。
由上分析可见，两侧电流互感器之间所包括的范围，就是纵差动保护的保护范围。在海上平台为了减小不平衡电流，通常采用如下方法：
1、尽可能采用型号和特性完全相同的电流互感器；
2、采用带比率制动特性的微机（综合保护继电器）纵差保护，通过电流矢量相减消除变压器接线组别引起的相角误差，同时通过二次谐波制动原理预防变压器励磁涌流所产生的不平衡电流引起的差动保护误动作；
3、采用增大启动电流值以躲开保护范围外部短路时的最大不平衡电流。
3 海上平台变压器差动保护动作分析
海上平台变压器差动保护动作共分为三类，下面分别介绍。
前提条件：所有分析的前提为差动保护动作值的设计合理且电流互感器的安装正确。
处理方法：变压器差动保护动作后，需第一时间确认变压器的实际状态，若不能明显判断出动作原因，需测试变压器的绝缘、直阻后，方可进行下步操作，不能不经检查就对变压器就行合闸测试。
3.1 综合保护继电器的定值输入错误
解决方法：两名技术人员分别仔细检查确认综合保护继电器定值的输入正确。
3.2 电流互感器相序接反
变压器CT接线接反；现象为差动保护动作，且检测到的差动动作值明显高于其整定动作值，且每次变压器送电合闸时，此现象均存在。根据差动保护的原理可知，当电流互感器的极性接反时，综合保护继电器采集到的差动电流即为变压器内部两相短路时的电流值，此时差动保护就会动作。
解决方法为：在保证电流互感器正常的情况下，按照设计图纸，仔细检查电流互感器至端子排及端子排至综合保护继电器的接线，确保接线正确；当然，也可通过故障录波系统或综保测试仪查看波形图确定接线是否存在极性接反的情况。
3.3 高压侧或低压侧互感器极性接反
此类故障较为隐蔽，不易检查，现以实例进行说明。
某平台进行主变压器倒运（正常运行时，分开带载），计划将2号变压器倒运到1号变压器运行，对2号变压器综合保护继电器进行校验。倒运变压器结束后，观察1号主变压器运行正常，大约间隔5分钟后，1号主变压器的上口断路器综保差动保护动作跳闸。综保P631面板显示如下图所示，差动电流值为0.42Iref略大于，差动保护最小启动电流动作定值Iop=0.4Iref。
图2 综保显示状态
两台变压器基本参数及带载情况如下：
变压器容量（KVA）：3150 变比：6300/400 连接组别：Dy11
正常运行时，1号变压器带载率为：15%；2号变压器带载率为：25%。
分析现场可能存在的原因为：
1、直接原因：
（1）变压器本体存在问题（相间或匝间短路或有接地的情况）导致差动保护动作跳闸。
（2）电流互感器CT故障、CT回路或接入到综合保护继电器的电流信号线路存在松动，接触不好。
（3）综保差动保护误动作导致跳闸。
2、间接原因：
（1）低压侧与高压侧保护CT的相序接错，导致差动保护动作跳闸。
（2）低压侧或高压侧保护CT的极性接反，导致差动保护动作跳闸。
4 结论
通过对海上平台变压器差动保护动作的三类原理进行分析，并结合实际案例进行分析，能快速锁定其故障原因，对该类故障的查找分析有一定的指导意义。
参考文献：
[1]马丽英.供用电网络继电保护[M]，中国电力出版社，2004.9：145-149
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[3]贺家李.电力系统继电保护技术的现状与发展[J]，中国电力，1999，10：38-40
论文作者:张忠伟
论文发表刊物:《电力设备》2018年第11期
论文发表时间:2018/8/1
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