摘要：变压器是电力系统中的核心设备，其运行状态直接关系到电网的安全性和稳定性。一旦发生变压器故障，就会对变电站的工作造成巨大的影响。鉴于此，本文主要针对某110kV变电站主变压器的差动保护误动事故进行了分析，通过现场试验分析，提出了相应的解决方案，以望为相关单位提供参考和借鉴。
关键词：110kV变电站；变压器；保护装置；光电交换器
1事故概述
某110kV变电站2号主变压器差动保护动作，主变压器高压侧和低压侧开关跳开。由于主变压器差动录波文件丟失，査看了主变压器后备保护录波文件，其显示差动动作时，主变压器高压测后备无任何异常，低压测后备保护启动元件动作，并启动了低压测后备录波。
2检查分析
对该变压器差动保护动作区内的变压器、高压断路器、各种绝缘子、母线等一次设备分别进行试验，没有发现异常。分析是因为吊车吊臂碰触高压线造成短路故障，故障电流达到了该线路速断保护和3号主变压器差动保护动作电流值，且保护动作时间都为0s，所以线路保护和变压器差动保护同时动作跳闸。但是，线路故障属于差动保护动作区外故障，差动保护若因此而动作当属误动作。我们把检查试验重点放在二次设备上。
110kV电流互感器TA2电流比为600/5，以110kV母线为极性;35kV电流互感器TA7电流比为1000/5，以35kV母线为极性;BCH－1型差动继电器工作绕组Wd为10匝、Ⅰ段平衡绕组Wb1为1匝、Ⅱ段平衡绕组Wb2为9匝、制动绕组Wres为4匝。上述内容均与定值相符。在更换断路器之前，差动回路接线是正确无误的。后来的二次接线工作仅限于35kV断路器机构箱内二次接线，其他接线未变动。设计、施工人员现场决定把断路器的相序色标根据实际安装位置进行改变，把至差动继电器的二次接线A471、C471倒换位置，对差动保护电流互感器的三角形连接没做要求。通过就地监控对事故前后操作历史记录进行分析发现，2号主变压器差动动作前进行了远方投电容器操作。调看主变压器低后备保护装置的录波文件记录发现，低压测后备保护启动多次录波，将录波文件的时间和投电容器的时间进行了对比，基本吻合，即每次录波启动时都有投入2号电容器操作。历史记录中2号电容器均正常动作，缺陷记录中无单只熔断器熔断的故障记载，且电容器加装的放电电压互感器（TV）经检测正常，排除了2号电容器本体性能不良、冲击合闸浦流和过电压影响。
3现场试验
为了确定干扰源，找到解决问题的方法，在现场进行了试验。由于所操作电容器间隔紧邻2号主变压器，所以，对2号主变压器采样系统进行了试验。2号主变压器退出运行，由1号主变压器带全站负荷，并充分采取了相应的安全措施，搭建了试验平台，对2号主变压器低压侧DTI采样数据进行了监视。
2号主变压器低压侧采样系统包括DTK调理单元及小信号传输线。其中，小信号传输线为屏蔽电缆（6根3组S1和S2，S1接入调理单元和ECVT本体，S2接入DTI和调理单元），用测试电脑通过光电交换器（0/E）连接至2号主变压器间隔光交换机，并通过上DTK调理单元及小信号传输线取得采样值。在测试中，使用以下公式来计算差流干扰的大小：干扰保护电流差=干扰前保护电流－干扰最严重时保护电流。
在投2号电容器时，2号变压器低压侧采样值都存在向下的尖波，与实际故障波形相似；4～5组数据DTI和S2小信号传输线工作正常，未受到干扰；而6～7组数据中存在干扰较小，基本可以忽略，再配合4～5组数据得到的结论可认为，调理单元未受到干扰。由此可见，干扰来自投2号电容器投人操作时，S1小信号线受到的干扰，特别是A相干扰最大。
4措施
4.1在矿山35kV变电站高压开关柜上加装三路温度传感器(一路在柜外，两路在柜内)。在柜内加装线性湿度传感器测量并控制相对湿度。柜内湿度超过50%时传感器报警，超过65%时除湿器启动，使柜内不具备凝露发生的条件。
4.2在高压柜周边放置生石灰，并在变电站内增加一台大功率除湿机。变电站室内湿度由80%降到40%，原35kV2号变压器电缆头放电声消失。
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4.3对矿山1号、2号进线开关柜断路器Q321、Q322增加过流Ⅰ段定值:70A，0s，动力厂35kV1号、2号进线断路器Q313、Q314过流Ⅰ段定值修改为70A，0s。
4.4更换矿山35kV1号进线开关柜内绝缘套管、母线绝缘护套，拆除柜内绝缘隔板;更换Ⅰ、Ⅱ段母线所有绝缘护套。
4.5加强二次回路及其抗干扰措施，应严格按照《国家电网公司十八项电网重大反事故措施》继电保护专业重点实施要求，沿二次电缆的沟道敷设截面不少于100 ｍｍ2的裸铜排，构建室外的等电位接地网。开关场的就地端子箱内应设置截面不少于100 ｍｍ2的裸铜排，并使用截面不少于100 ｍｍ2的铜缆与电缆沟道内的等电位接地网连接。公用电流互感器二次绕组二次回路只允许、且必须在相关保护柜屏内一点接地。独立的、与其它电压互感器和电流互感器的二次回路没有电气联系的二次回路应在开关场一点接地。
4.6解决方案
4.6.12号主变压器的解决方案
经过现场试验确定了2号主变压器解决方案——在调理单元保护信号输出端增加滤波电容。增加的电容和调理单元的输出运放等效电阻构成RC低通滤波回路，该滤波回路的截止频率在10MHz左右。对于10MHz以上的信号，该回路就会起到滤波作用，滤掉高频干扰；对于10MHz以下的低频信号，基本没有影响。所以，本次改动对保护信号的精度基本没有影响，更不会对差动保护有影响。在调理单元中的模拟量输出端（保护用）增加滤波回路后，将2号主变压器投入运行，对电容器进行了3次带负荷投切试验，并对试验数据进行了综合的分析。通过对实验数据的综合分析，我们不难分析出，试验结果良好，保护电流在投切电容器时没有再出现较大尖波，滤波效果很好，可以滤除高频干扰，且对保护信号的影响在允许范围之内，可忽略不计。
4.6.21号主变压器解决方案
对于1号主变压器存在的问题，如果像2号主变压器一样现场修改调理单元明显不合适。此外，调理单元和互感器为一一匹配关系，如果更换调理单元就面临着重新调整互感器精度的问题，因此，需要一个更加完善的解决方案。经过研究发现，将同样的滤波回路放在DTI交流采集回路中，不仅可以滤掉调理单元前的干扰，且即使从调理单元到DTI的信号线屏蔽受损，信号线受到干扰，也会被滤波回路将高频干扰滤掉。此时，1号主变压器就可通过更换DTI的交流插件消缺，只需要在停止1号主变压器时更换一个插件，DTI的精度调整只需一个测试仪即可完成，不需在一次侧增加工作量。经过初步测试，修改DTI的交流插件可以实现对高频信号的滤波，且测试结果表明，修改后的插件可以满足保护及测量信号精度的要求。因此，1号主变压器的解决方案就是提供新的DTI交流插件，并在合适的时机更换。
5结束语
综上所述，差动保护作为变电站变压器保护的核心组成部分，得到了广泛应用，且其正确工作对变电站的安全、稳定运行具有十分重要的意义。正因如此，相关技术人员要对变电站的变压器继电保护装置误动原因进行分析，采取合理、有效的解决方案处理，从而确保变压器继电保护装置的正确工作，保证变电站能够持续稳定的工作，进而保障电力系统的安全、稳定运行。
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论文作者:任强,董舒婷,龚文婷,张若亮
论文发表刊物:《电力设备》2017年第9期
论文发表时间:2017/8/2
标签：变压器论文; 变电站论文; 差动论文; 回路论文; 干扰论文; 电容器论文; 柜内论文; 《电力设备》2017年第9期论文;