水电站变压器差动保护动作分析与处理张怡

水电站变压器差动保护动作分析与处理张怡
发布时间：2021-08-03T03:34:29.728Z 来源：《电力设备》2021年第5期作者：张怡
[导读] 变压器的稳定运行是变电站可靠运行的基本保证，还直接影响着电力系统的安全可靠。

（新疆伊犁河流域开发建设管理局新疆伊宁市 835000）
摘要：从差动保护角度展开分析，介绍水电站变压器差动保护运用情况，探讨水电站变压器差动保护动作原理及其影响因素，对提高差动保护动作可靠性提出建议。

围绕工程案例，分析一起水电站变压器差动保护动作事件。

关键词：水电站；变压器；差动保护；处理
引言
变压器的稳定运行是变电站可靠运行的基本保证，还直接影响着电力系统的安全可靠。

变压器差动保护虽然融入科技技术得到了迅速发展，但仍然存在差动误动的风险，可能影响发电站的稳定运行，甚至引发严重事故。

因此必须要分析且明确变电站变压器的差动保护故障和误动问题，分析故障原因并以此提出应对策略，保证变电站的安全稳定运行。

1变电站变压器差动保护原理
变电站变压器的差动保护，实际是通过在变压器的绕组上增设安装电流互感器、串入差动继电器实现。

变电站中目前常用的差动保护模式主要包括单相变压器的差动保护和三相变压器的差动保护两种类型。

若绕组其中一侧电流互感器母线侧的两个极性端子极性相同的时候，另外两个端子的极性不同且连接在一起；若母线侧的两个端子极性相同，则采用相同的极性连接二次侧，最后将差动继电器的工作线圈与电流互感器的二次侧端子进行并联连接。

在单相变压器当中，高侧的额定电流爱和低侧的额定电流大小不一样，因此在电流互感器的选择中，需要考虑合适的变比，以保证相等的电流互感器二次电流(即差动继电器工作线圈电流值为0)。

为差动继电器设置合理的动作电流值，一般该值小于故障电流值。

以保证发生故障的时候，差动继电器会发生动作并切除电力变压器，起到故障时变压器的保护功能。

同样，三相变压器中的差动保护也能够起到保护电路和继电器的作用，其原理和单相变压器差动保护原理类似。

2变压器差动保护误动分析
2.1整定值不合理造成误动
在变电站变压器的差动保护中必须设置准确的差动速断定值以及比率差动定值，若设置不合理会直接造成误动。

非电力系统中保护定值的设置往往依靠经验，这种经验论的保护定值设定往往引起变压器误跳问题。

比率差动定值在差动保护中的主要作用是应对轻微故障，在轻微故障情况下比率差动定值作用下能提高变压器灵敏度，起到保护各侧断路器作用。

发生轻微故障时，能够按照预定比率进行制动，以实现对变电器的保护。

差动电流和制定电流一般在额定情况下通过计算获得，但是在实际变压器运行过程中会因为差电流的影响产生误动。

出现这一情况的重要原因是没有正确的选择二次电流互感器的接线方式，因此为加强差动保护就必须要合理、科学选择二次电流互感器接线方式，保证高低压侧的电流平衡。

2.2接线错误造成的误动
当前变电站变压器的差动保护需要软件协助实现，因此，在进行相关定值计算中不可避免的会出现差动电流。

比如当变压器的某一个电流互感器出现问题或者顺序错乱的时候便会产生差电流，对变压器的直接影响就是误动。

出现这一现象和问题的原因是电流互感器中的接地线没有按照相关标准以及规范进行连接，引发的差动保护误动。

因此为应对接线错误造成的误动就需要重新进行组网，按照相应标准以及规范进行电流互感器二次回路接地网的设置。

对于变电站中的接地网点而言，不对等问题是必然存在的，若发生短路故障会因为电位差的存在造成电流流入接地网发生误动。

除此之外，如果高低压侧断路器操作回路中出现了寄生现象，也能够引发误动。

3水电站变压器差动保护动作分析与处理
3.1综合分析
装置硬件出现不可修复性故障造成备用通道Ib3采样异常，启动CPU3（Ib3）不能正常采样，出口CPU4（Ib3）采样受制零漂调整系数，由于该调整系数在装置失电后不能保存，同样会出现采样异常的可能，因此，装置失电后必须重新调整零漂系数，否则影响保护正常运行。

投入互联压板出现B相差动保护启动是因为保护软件计算逻辑发生了变化，备用通道的零漂采样也参与差动电流计算，另外，装置软硬件对直流分量不能有效滤除。

所以，差动保护软件设计存在不足，在考虑母线互联情况下未有效隔离备用间隔零漂值。

保护装置自检功能存在缺陷，电流通道采样点值达到满量程而不产生自检报告或弹出告警信息，给巡检设备带来不便。

因此，检查巡视同类保护装置时不能只关注各通道的有效值、大差、小差及制动电流，还要打印查看各通道的采样点值，包括备用通道。

3.2中压后备保护动作跳闸的处理方法
当变压器出现中压保护动作跳闸故障后，维修人员可依据变压器出现的保护动作信号及仪表指示等信息，对变压器出现故障的范围及造成的影响进行判断，并对变压器各分路出现保护动作信号的情况及保护装置进行检查，据此判断变压器出现故障的具体位置。

在检查前，维修人员应将失压母线上所有的分路断路器进行断开，如果部分断路器没有断开，维修人员可通过手动打跳或拉动隔离开关等方式对其进行断开。

当失压母线上的所有分路断路器都断开后，维修人员可检查分路上是否出现了保护动作信号，检查顺序是先检查失压母线和与之建立连接的设备，再检查变压器中的微机保护装置。

如果失压母线或与之建立连接的设备出现控制回路断线信号，则表示故障出现在失压母线或与之建立连接的设备之上，维修人员也应据此采用适宜的方法进行及时处理。

在检查变压器的微机保护装置的时候，如果微机保护装置的液晶显示器出现黑屏现象，并且出现了自检出错报告信息或保护被闭锁信号，则微机保护装置发生了故障，维修人员应据此采用科学的方法进行及时处理，以便及时解决变压器出现的中压后备保护动作跳闸故障。

3.3提高变压器声音故障处理能力。

电力变压器中
电磁互相交流会产生音频，在正常状态下不会对变压器的运行产生干扰，但在对变压器进行试验时，由于电压过高可能会导致电磁交流出现异常情况，进而造成音频发出奇怪的声响。

同时声音异常也可能是变压器内部零部件出现损坏或松动造成的，如变压器内部的螺丝等零件没有拧紧或线路故障都会产生声响，需工作人员及时分析存在声音异常的原因，采用有效措施进行解决。

此外在变压器正常工作过程中也需定期对设备进行检修，从而减少声音异常问题的发生。

3.4提高电力变压器高压试验效果的措施
首先需对升压速度有一个较为严格的管理，结合之前的数据信息将升压速度控制在一个标准范围内，从而降低升压速度对于试验的影响。

同时要树立创新意识，积极引进先进的技术设备，提高整体试验水平。

电力企业也需根据当前不断发展的需要设立一套较为完备的管理体系，对整个试验的工作流程进行科学管理，从而提升实验结果的客观性与可信性。

此外还需对试验人员进行培训工作，鼓励其通过学习和实践掌握更多的与变压器试验相关的知识内容和技巧，从而能够及时应对实验过程中的突发事件，达到良好的试验效果。

结语
为保证电力系统运行稳定，必须重视变压器的差动保护问题，其运行情况相对较为复杂，在保证差动保护对内部故障灵敏度的同时，需加强对各种容易引发差动保护误动因素的认知与分析，保证差动保护可靠性。

根据实践经验分析，水电站变压器运行中一旦出现差动保护动作，必须及时做好相关检查工作，判断故障原因、位置等，及时处理故障问题，确保变压器安全运行。

参考文献
[1]翁汉琍，王胜，林湘宁，等.基于波形相似度的抗电流互感器饱和变压器相位差动保护［J］.电力系统自动化，2019，43（4）：132-146.
[2]余义华，贾良宝，等.基于仿真的主变非完全差动保护误动分析与处理［J］.水利水电技术，2014，45（4）：50-54.。