摘要：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。
关键词：变压器；差动防护；线路短路
一、事故经过
（1）站内变压器及保护配置情况：某公司35kV变电站使用2台由某公司生产的型号为SFZ11-16000/35的变压器，保护装置采用南京某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2段折线式。差动保护动作时，站外环境为刮风下雨。
（2）后台报文：14∶09∶44，1#电容器C608相对时间0ms低电压启动；14∶09∶18，1#电容器C608相对时间501ms低电压动作u=0.023438；14∶10∶18，1#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lcd=1.968，制动电流lzd=2.939，二次谐波制动电流l×0.343750，1#主变差动动作，两侧开关跳闸。
二、原因分析
2.1故障录波分析
根据1#主变压器差动保护动作录波图分析：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。
2.2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计算。
（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。现场检查发现，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。
（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，送检修试验中心进行油样试验及绝缘油溶解气含量色谱分析。从试验报告数据分析，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）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，见表1。
由表1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。差动速断电流计算公式为：
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
差动速断电流一次值为：35.12×（300/5）=2107A③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+△U+△N）
KK：可靠系数，取1.2~2。
KTX：电流互感器同型系数，取1。
FLH：电流互感器误差，取0.1。
△U：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。
△N：其他误差，取0.05。
KZD≥KK（KTX×FLH+△U+△N）=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为15%~20%，取中间值18%。
K2XB=15%～20%=18%=0.18
⑧差动保护定值评估。1#主变电压器差动保护定植见表2，由表2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。
2.3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1所示。
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、合理地进行整定计算才能使系统中的各种保护装置和谐工作，发挥积极作用。
三、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，以提高变压器差动保护的可靠性，避免变压器在运行中差动保护的误动作。
参考文献：
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[4]一次主变差动保护误动作分析[J].李倩影，朱长胜，张洪军.内江科技.2015（12）
论文作者:段占辉
论文发表刊物:《电力设备》2019年第2期
论文发表时间:2019/6/13
标签：差动论文; 变压器论文; 电流论文; 动作论文; 定值论文; 保护装置论文; 谐波论文; 《电力设备》2019年第2期论文;