一起主变差动保护误动实例分析

⼀起主变差动保护误动实例分析
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⼀起主变差动保护误动实例分析
结合⼀起现场运⾏操作过程中对⼀台变压器空投充电引起相邻并联运⾏变压器差动保护误动的实例，深⼊分析了主变差动保护误动的原因，并给出了⼏种防范措施。

电⽓主接线
某110kV内桥接线变电站的电⽓主接线及变压器参数如图
空投试验合格
配合#1、#2主变10 kV开关柜改造搬迁⼯作，先后通过110 kV进线对#1、#2主变空投试验并经带负荷试验合格。

⽅式调整后差动保护动作
⽅式调整为：1#主变中性点接地，进线2开关、110kV桥开关热备⽤，#2主变10 kV开关冷备⽤，进线1运⾏经#1主变供10 kV I段、Ⅱ段母线负荷。

当利⽤110 kV桥开关对#2主变空载合闸时(#2主变中性点接地)，#1主变差动保护动作，造成110kV桥开关、进线1开关、#1主变10 kV开关跳闸。

主变空冲实验复查
#1主变差动保护动作跳闸后，经确认现场⼀⼆次设备、回路检查⽆异常后，恢复了#2主变送电。

紧接着分别将#1、#2主变差动保护改投信号，通过110kV桥开关对#1、#2主变空冲试验和差动保护带负荷试验复查，⽅式为#1、#2主变三侧(进线、桥、低压侧)或两侧(进线及低压侧、桥及低压侧)运⾏。

#1、#2主变差动保护均未启动，再次确认带负荷试验均合格。

误动原因定性分析
根据上述动作情况，初步判断为#1主变运⾏经110 kV桥开关对#2主变空冲试验产⽣的励磁涌流导致TA饱和引起了#1主变差动保护动作。

由于空载合闸变压器产⽣的励磁涌流引起桥侧电流互感器传变特性发⽣改变，从⽽使差动电流中的⼆次谐波含量降低，⼆次谐波闭锁保护失效，导致变压器差动保护误动。

#2主变空投时，#1主变⾼、低压侧的电流瞬时值及有效值录波图。

从图中可以看出，#1主变⾼压侧电流波形畸变不明显，但含有较⼤的⾮周期分量，低压侧A、B、C三相波形⼤致为正常的负荷电流，符合TA局部暂态饱和的特征。

主变⾼、低压两侧TA的传变不⼀致，不平衡电流随之增⼤，⼆次谐波含量减少，制动作⽤失效⽽导致#1主变差动保护误动。

正常情况下，TA线性传变，差动保护的不平衡电流较⼩。

但在#2主变空投过程中，产⽣励磁涌流，含衰减缓慢的⾮周期分量的励磁涌流叠加正常⼯作电流，有可能引起进线1的TA发⽣局部暂态饱和。

7UT512主变差动保护原理
（⼆次谐波交叉制动优缺点）
7UT512主变差动保护采⽤分相闭锁原理，其⼆次谐波制动是按相⼯作的。

为避免空充时由于某相涌流⼆次谐波含量较低⽽引起保护的误动，7UT512主变差动保护提供了⼆次谐波交叉制动的功能，其通过设定⼀相检测出涌流后闭锁三相若⼲个周期来实现。

但是，设定交叉制动也有其不利的⼀⾯，如变压器空载投⼊到区内潜伏故障上时，⽆论涌流或故障发⽣在哪⼀相，保护动作时间都会延迟前述设定周期数，为能满⾜保护速动性的要求，⼆次谐波交叉闭锁投⼊时间⼀般不宜过⼤。

7UT512主变差动保护装置推荐提供的正常的⼆次谐波闭锁值⼀般设置为15％～20％，⼆次谐波交叉闭锁投⼊时间缺省设定为0周期(即不投⼊此功能)，或投⼊5～10个周期。

误动原因定量分析
在实际的电⼒运⾏操作过程中，⼀线带两变的接线⽅式⾮常普遍，变电站始终有变压器在运⾏中，进⾏相邻变压器空载合闸的操作也很频繁，差动保护误动情况时有发⽣。

下⾯结合7UT512主变差动保护原理和1号主变差动保护内部的事件记录⽂件进⾏分析。

提取#1主变的录波数据，经相位变换后计算各相差流及各相差流中的⼆次谐波含量。

下图为#2主变空投时#1主变各相差流波形(-100ms～300ms内)以及#1主变各相差流中⼆次谐波含量(0～100ms内)
⼆次谐波交叉闭锁时间0～100ms内C相差流中的⼆次谐波相对基波的幅值始终⼤于15％，根据7UT512主变差动保护分相闭锁原理，只要有⼀相⼆次谐波相对基波的幅值不⼩于15％的闭锁值均被可靠闭锁。

查看⼆次谐波交叉闭锁解除时刻100ms后的情况，106ms左右，A相和B相差流中⼆次谐波含量⼩于15％，根据7UT512主变差动保护分相闭锁原理，A、B两相的差动保护开放。

下图为⼆次谐波交叉闭锁解除后，A，B相差动电流动作轨迹。

110 ms左右A，B相差动电流值进⼊动作区，同时⼆次谐波含量较⼩，⼆次谐波闭锁失效，保护装置发跳闸命令，A，B相差动保护误动。

差动保护防误动措施探讨
1）TA采⽤三侧差动接线⽅式。

本次#1主变差动保护误动，其进线TA和桥开关TA的⼆次电流是先并接，然后再接⼊保护。

宜取消⾼压侧进线、桥侧并联TA的接线⽅式，采⽤三侧差动接线⽅式，在这种情况下，制动电流可以有效提⾼，⽐率差动的动作电流门槛增⼤，制动性能增强。

2）增加差分滤波环节。

TA局部暂态饱和情况下，可能导致⼆次谐波闭锁判据失效。

为此，可采⽤差分滤波算法抑制差流中由于TA饱和⽽产⽣的衰减⾮周期分量，从⽽更有效地提取出差流中的⼆次谐波，提⾼⼆次闭锁判据的制动性能。

3）对于完整内桥接线，增加桥开关合环解列装置，在对新变压器空载合闸和倒闸⽅式过程中，投⼊桥开关合环解列装置，利⽤解合环⽅式操作，尽可能避开变压器空载合闸造成运⾏变压器和应涌流的产⽣。

4）对⼀线带两变运⾏的变电所，为防⽌变压器空载合闸造成运⾏变压器差动保护的误动，在确认运⾏变压器⽡斯保护、⼆次回路完好情况下，临时退出差动保护，待主变空投结束后重新投⼊运⾏变压器的差动保护。

但此时变压器内部发⽣匝间故障仅靠⽡斯保护和后备保护切除故障对变压器不利。