高压电机、变压器差动保护动作的几种原因及分析

装置与应用

258 2015年9月下

高压电机、变压器差动保护动作的几种原因及分析

张培龙 李洪佳 刘 伟

中石化中原油田分公司供电服务中心，河南 濮阳 457000

摘要：随着微机保护装置的广泛应用，特别是在保护装置改造、新设备投产中，会遇到电机、变压器差动保护动作的情况，本文就我们实践中出现的问题及解决办法介绍给大家，以求少走弯路。

关键词：高压电机（发电机、电动机）；变压器；差动保护动作 中图分类号：TM772 文献标识码：A 文章编号：1002-1388(2015)09-0258-01

高压变压器、电机在运行过程中特别是改造初次投产时会因接线不正确、变比选择不匹配及其他疏漏，引起电机、变压器差动保护动作，这些问题如不能及时、准确的处理，便会影响到油气生产。我们在实践中找到了很多解决此类问题的办法，供大家共享。

1 电机差动保护动作原因分析

1.1 已经投产运行中的电机

已经投产运行的电机当出现差动保护动作时，大都不是因为接线错误了，而是因为电机、电缆或保护装置出现了问题。

解决办法：对电机差动保护的定值和动作值进行比对，就能大致判断出故障的主要原因并决定先对那些设备进行检查。一般来说，依次对电机、电缆进行绝缘测试、直阻测试，对差动回路包括电流互感器进行测试，检查是否有异常，对保护装置进行检查，也可分班同时进行检查。根据我们的经验，主要是电机内部短路、电缆短路特别是有中间接头的地方以及CT 和二次回路的问题。

投产后的电机也会因外界因素或运行方式的改变，造成电机差动保护动作。我单位卫二变电所就出现了这种问题。卫二变高压622注水电机在正常运行时，由于给2号主变充电，造成622注水电机差动保护动作。这个看似没有关联的操作却引起了差动保护动作。后经分析、查找、试验，发现差动电流互感器开关侧其二次线错接在了测量级上，其电机两侧CT 的特性不一致。当给2号35kV 主变充电时就会有直流分量和谐波串到6kV 电机保护回路中（具体分析不在这里赘述），造成差流过大（动作值1.6A 左右，动作整定值1.02A ）。更改后，再次启动电机并用钱形电流表（4只表）检测二次回路，其差流正常，保护不再误动。

2 改造或新设备第一次投产时，电机差动保护动作原因分析

由于安装人员技术水平不高或是粗心或是对设备了解不够、理解偏差，对电机、保护装置改造后或是新设备第一次投产试运行时，往往会出现差动保护动作的现象。下面就介绍我供电服务中心所管辖的变电所出现过的几种情况。

(1)郭村变624高压注水电机改造后，几乎每次启动都会出现差动保护动作（动作值6.2A-7.2A 。动作整定值5.2A ）。对装置的参数整定，CT 的极性、接线进行反复检查均没问题，电机试验也正常。后来确认，由于电机距离开关柜较远（1000m ），电机中心点CT 的带负载能力不够，从而在电机直接启动时（启动电流是额定电流的4-6倍）造成差流出现。测量电动机尾端到开关柜保护装置的接线直阻为3.5欧，CT 带负载能力为2.2欧。我们从厂家制造了两只专用CT ，二次绕组都制成保护级且变比相同，把其副边串接起来，在不改变变比的情况下，提升了带负载能力。改造后正常。

(2)郭村变624电机再次改造后，第一次试运行出现了差动速断跳闸，动作值30.2A ，动作整定值21.7A 。我们对电机、电缆、CT 变比、极性及二次回路进行了检查，都没有问题。对差速的动作值与动作整定值进行比对分析，不该是电机差动CT 极性接反（相角差180度），接反后其动作值应在42A 以上，更像是差动回路或一次回路相序不对，其动作电流肯定大于21.7A ，一般小于42A 。其动作值与启动电流

的大小成正比，也可以每次启动时，用四只钳形电流表测得数据，再根据余玄定理大致算出来理想状态下的动作电流。经过仔细检查，发现电机中心点电缆出线A 相接到了C 相上，也就是说，开关侧与电机中心点侧的CT 差的不是同相电流。这与分析和计算结果相一致。濮一变也出现过此情况。

(3)郭村变再次改造微机保护装置后，第一次投运时，622注水电机保护装置的差速动作（动作值44A ，动作整定值21.7A ），根据动作值来看，应该是CT 的极性接反，但反复检查，按照惯例是“正确的”。后经过分析，可能是保护装置（型号PSM641U 国电南自）设计与原产品有变化，把电机开关侧CT 的极性调反后，电机启动正常。濮一变622注水电机也出现过此情况。

3 变压器差动保护动作原因及分析

（1）赵村变一号110kV 主变微机保护装置（PST622，国电南自）改造后，差动保护越线报警（报警电流整定值0.7A ）。我们当时没有经验，误认为没有问题。当35kV 赵特蒙线短路后，一号主变差动保护动作，造成主变跳闸。我们经过仔细查找，发现主变35kV 侧差动CT 变比本应600/5却错接为400/5，而且未做变比试验。更改后差动保护越线电流降低为0.2A-0.3A 之间。差动保护装置检测到的差动电流ISA 、ISB 、ISC 在0.025-0.04之间。究其原因就是因为在外部短路时，电流很大，由于35kV 侧与110kV 、6kV 侧CT 变比不匹配，造成差流过大，致使主变三侧开关跳闸。但正常运行时，差流不会达到跳闸值。

（2）赵村变二号主变在第二次改造投运后，发现差动电流IUMA 、IUMC 偏大（为0.4A 左右。正常值值应为0.02-0.04A 之间），ISB 正常。我们分析是CT 的二次相序接反了。经过查找就是因为建站初期，因110kV 进线通道问题，相序故意接反的。我们调整后，一切正常。

（3）郭村变一号主变微机保护装置改造完投运后，未发现异常。当35kV 郭胡线短路后，一号主变却跳闸了。经过仔细检查发现主变（Y/Y/△11接法）110kV 侧CT 二次（△接线方式）有一处接地(不能接地)，当外部出线发生短路时，变压器三侧的二次电流差自然会加大，造成差动保护动作。解掉后正常。现在的微机保护装置都可以根据需要实现内部相位补偿，差动CT 的副边都可以接成星型，无需考虑变压器的接法。

（4）金堤变一号主变差动保护动作。我们到现场进行了仔细分析和试验，没发现什么问题，施工单位反映，他们在一号主变的110kV 进线开关上焊接接地极。根据这个线索，我们进行了分析和查找，发现110kV 侧差动CT 中性点在101CT 端子箱上接了地，在主变保护屏端子上也接了地，造成重复接地。当施工人员在110kV 端子箱上焊接接地极时，会在CT 回路上加上一个20V 的电压，造成CT 回路电流超过差动保护动作电流整定值（2.2A ），致使主变三侧开关跳闸。因此，检修、验收时一定要详细检查CT 回路的中性点接地情况。

参考文献

[1]何彤,薛文俊,梁乐.变压器差动保护误动作分析[J].中国新技术新产品,2013(1):156.

[2]董智勇.变压器差动保护动作原因的分析方法[J].中国机械,2013(11):150-151.