变压器保护误动分析

山东电力 高等专 科学 校学 报
第１ ４卷 第 ６期
Ｊｕ ｎ ｌｏ ｈ ｎ ｏ ｇＥ ｅ ｔｉ ｏ ｒＣ ｌ ｇ ｏ ｒ ａ ｆＳ ａ ｄ ｎ ｌｃｒｃＰ ｗｅ ｏｌ ｅ ｅ
２ ３
变压 器保 护误 动分 析
Ａｎ ｌｓｓＯｌＭａｆ ｃｉ ｎ ｏ ａ ｆ ｒ ｒＰ ｏ ｅ ｔ ｎ ａｙ ｉ ｉ ｌ ｕｎ ｔｏ ｆＴｒ ｎｓｏ ｍｅ ｒ ｔ ｃ ｉ ｏ
变压 器差 动参数 见 表１ ：变压 器微 机保 护采 用 两 折线 比率制 动差 动保 护 ， 整定值 见表２ 其 。
表 １ 变压 器 参 数 额 定 电压 ／ Ｖ ｋ 额 定 电流 ／ Ａ 接 线 组 别
Ｃ Ｔ变 比
引用 传统 保护 原理 ，但 两者之 间 的差异 也存 在 ， 若
１４ 措施 ．
设坑 边 变 电 站 Ｉ、 Ⅱ母 线保 护 退 出 ． 电站 变 变
压 器Ｔ 、２ 间后 备保 护 动 作 时 间按 “ 型 发 电机 １Ｔ 相 大
变 压 器继 电保 护 整定 计算 导 则 ” Ｄ ／ ６ ４ １９ 第 （ ＬＴ ８～ ９９
５５６ 的规定 整定 Ｅ。当 图４ ．．） ５ ］ 中在 Ｉ 母发 生Ｆ 点 发生 ｌ
差 动 保 护 定 值 清 单 中设 置 了 “ 压 器 接 线 型 式 变 Ｋ ＭＤ” 定值 。对不 同接线 组 别 的变 压器 ． 整 可选 取
作 者 简 介 ： 文 强 （９ ７ ） 男 ， 建 古 田 人 ， 师 ， 究 方 朱 １７ 一 ， 福 讲 研
向： 电力 工 程 。
不 同的Ｋ ＭＤ值 ，由软件 自动校 正 变压 器 各侧 二 次 电流 的相 位差 。设定 Ｋ 值 的作 用 只是 补偿 了二 ＭＤ
变压器 保护误 动分 析
Ｖ １４ ｏ ｏ１ ． ． Ｎ６
由式 （ ） 可求得 平衡 系数 为 ： ２，
ＫＰ Ｌ＝２０６ ３ ９ ＝０ ５ ． ／．４ ．２
若变 压器 各侧 电流互 感 器均采 用 星形 接线 ， 且
现 场整定 了Ｋ Ｄ和Ｋ Ｌ Ｍ Ｐ 的值 ， 可 以实 现差 动保 护 就
仍按定 值清 单所 给 的值 整定 。 改时工作 人员忽 视 技
了相位补偿 外还需数 值平衡 。实 际上 电流互 感器采 用 常规接 线 时 ， 随将Ｙ 电流 相位进 行 了移相 ， 侧 但其
衡补偿 是 由软件 完成 。 保护 清单 中设 置 了平 衡 系 在
数 值Ｋ Ｌ 在 保 护 装 置 中输 入 平 衡 系 数 值 ， 可 自 Ｐ， 就
Ｌ 和 Ｌ 两侧 保 护 不启 动 ：此 时 因线路 Ｌ 和 Ｌ 同时 ｌ ２ １ ２
１ 变 压器 高 压 侧 电流互 感 器 仍 采用 三 角形 接 ）
线 ， 位补 偿 按 两侧 星形接 线 变 压器 处 理 ， 衡 系 相 平 数按 流 入差 动保 护二次 电流 进行 平衡 ；
２ 将 变压 器 高 压 侧 电流 互 感 器 由三 角 形接 线 ）
第１ ４卷 第 ６期
Ｊ ｕ ｎ ｌ ｆＳ ａ ｄ ｎ ｌ ｃｒｃ Ｐ ｗｅ ｏｌｇ ｏ ｒ ａ ｈ ｎ ｏ ｇ Ｅ ｅ ｔｉ ｏ ｒＣ ｌ ｅ ｏ ｅ
高 压侧 二次 电流进 行平 衡 ，流人 差动 采样 回路 ， 显
变 电站 ｌ
变 电站 ２
４
然 差 流相 当大 。Ｋ Ｌ Ｐ 值错 误 整定 对 差动 保 护影 响 ，
压侧 二次 电流 为基准 ， 计算 公式 ：
Ｋ ＬＩ／ Ｐ ＝． Ｎ （） ２
、 ２ ６ ３５ Ａ，按 照平衡 系 数定 义 ， ／３ｘ ． ＝ ．６ ０ 此
时平衡 系数 变 为
ＫＰＬ＝ ５ ／ ．４＝ ９ ３．６ ３９ ０．
式 中 ： ， 分 别 为 给 定 电 流 互 感 器 变 比下 ， ‰ 高、 低压侧 二 次额定 电流值 。 在进 行 幅值平衡 时 ， 低压 侧 电流 与平衡 系数 将 相乘。 差动保 护 电流有 关运算 都是 在 电流相 位补偿 和 幅值平 衡后 的基 础上进 行 。
动 电流 为０９ —． ＋ ． ２４ ．×２０ ９ ６ ３ ４： Ａ，由 图２ 出动作 电 求
．
Ｆ ６
图３
开环 运 行
流为 ０ １ 差 动 电流０７ ２ ０８ ２ ６ １ Ａ， 然差 ． Ａ， ５ ． ｘ ．ｘ ． ＝ ． 显 ３ ０ ２ 动保 护 出现误 动 。 由以上分 析 可知 ，当变压 器 带上 一定 负荷 后 ， 差 动保 护就 出现误 动 ， 变压器 无法 满负 荷运行 。
改 为星形 接线 ， 按微 机差 动保 护说 明书 进行 相位 补
偿、 幅值平 衡 。经上 述处 理后 变压器 差 动保 护误 动
现象 被 消除 。
２ 变压 器后 备保 护误 动分 析
２ １ 平 行 线 路 运 行 方 式 ．
运行 ， ｌ Ｔ 变压 器 虽然 已断开 ， 但故 障未 切除 ； 由电源 经Ｔ 变压 器及 线 路Ｌ 和Ｌ 向故 障点 Ｆ 提供 短 路 电 ２ ｌ ２ １
：（ 一 ） ＝ ／ ＝ ｅ ｊ 。
图是 将 变压 器 两侧 按 常 规 接线 方 式 连接 后 接 入保
位（ ＝
＝
）、 ＿＝ ｉ￣ ／ ／ ｅ０规 接 线 方 式 ， 是将 变 压 器 Ｙ 电 流 互 所 就 侧 感器二 次接 成三 角形 以补偿 相位 ， 角形 侧 电流 互 三
幅值增 大 了 、 ／３倍 （ 择 电流 互 感器 时 是 按 增 大 选 、 ／３倍 取 值 ）显 然此 时 差 动保 护二 次 侧 电流 不 平 。
衡 。若 按 常规接 线 ， 引入差 动保 护二 次 电流为 Ｅ ］ ３： － ４
动实 现 电流 幅值 补偿 的功 能 。 平衡 系数 的计算 以 高
收 稿 日期 ：０ １ ０ — １ ２ １ — ９ １
微 机 变 压器 差 动保 护 的电流 互 感器 二 次 均 采
用 星形 接 线 ， 次 电流 直 接接 入 保 护装 置 ， 侧 电 二 两
流互 感器 极性 如 图ｌ 所示 ［ １ ］
为 了补偿变 压器 各侧二 次 电流之 间相位差 ， 在
定； 通过 实践证 明文章提 出的方法有 效 。
【 关键 词 】 比率制动 差动保 护 相位 补偿 幅值 平衡
【 中图分类号】Ｍ ７ Ｔ ７３
【 文献标识码】 Ａ
｛
随着 保 护技术 不 断 日新 月异 ， 传统 的保 护装 置 被 微机保 护装 置取 代 ， 机保 护基本 原 理基 本上 仍 微
（ 广 ） 了 ＝ 】 ／ ｅ
感 器接 成 星形 。 整定 计算 时按 厂家使 用说 明书选定 电流互 感器 星形接 线方 式选 择相 位补 偿 ， 并计 算 了
ＫＬ Ｐ 的值 。整定 时接 线方 式 按 星形 接线 、 衡 系数 平
由式 （ ） 知 。 则 接 线 型式 Ｋ 所 起 的作 用 １可 选 ＭＤ 就是将 Ｙ 侧各 相二 次 电流相位 向超 前方 向移 动３ 。 Ｏ， 而 幅值保 持 不 变 。移 相后 的Ｙ 二 次 电流 与ｄ 侧 侧二 次 电流 的相 位 一 致 （ 正 常运 行 时反 相 位 、 即 内部故 障时 同相位 ） 。 在微机 变压 器差 动保护 中 。 侧 电流 幅值 的平 各
流 ，２ Ｔ 变压器 相 间后备 保护将 以相 同的时 间继续 断
１Ｏ Ｖ 路 及 以下 电压 等 级 的 电力 系统 运 行 ｌｋ 线
方式 ， 一般 采用 开环加 备用 电源 自动 投入 方式 。如 图３ 所示 ， 式 一 ： 方 线路 Ｌ （ １ 或线 路Ｌ ） ２ 运行 ， 路 Ｌ 线 ２
选变 压 器 高 压 侧
动保 护 动作 电流 ３ ６ ． Ａ。差 动 回路 极性 经核 对满 足 ５
图１ 要求 ， 微机 保护 是新 近才 投入运 行 （ 技改 由电磁 式改 造成 微机 式 ） ，初步判 断 主变是 在 区外 故障 时 误动 ， 变压 器本 身无 故障 。
１ ． 变 压器 参数 及整定 值 ２
永 安 供 电公 司３ ｋ 城 关变 电站 １ ＭＶ ５Ｖ ５ Ａ主 变差 动 保护 技改 后外部 短路 动作 ， 两侧 断路 器跳 闸。检 查 变压器 主体 和差 动保 护故 障采样 报告 ， 以看 出 可 三相 差动 继 电器 出 口。 障 电流为６３ Ａ， 超过 差 故 ． ５ 均
外 部 短 路 最 大 电 流／ ８７ Ａ ．
技 术改 造 时原 理 不 进行 仔 细 比较 ，将 可 能 出现 误
３ ／１ ５１ ２ ７４ ８ ． ４ ． ７ ７３ ／ Ｙ． ｌ ｄ１
６０ １０ ０ ／ ００
动； 由于企 业 对供 电可靠 性 要 求 断提 升 。 业 供 电 企
线路 运行 方式 也随之 改变 ，也 将造成 保 护 的误动 。 下 面通过 实例进 行分 析 。
进 行 定量分 析 。 ．
设 图２ 变压 器低压 母线 三相 短路 （ 当 于线路 相 出 口短路 ） 经计 算 得最 大 电 流为 短路 １４ Ａ（ ， ０ ４ 折算 至高 压侧 ）制 动 电流 为 １ ． Ａ， 作 电流 为３５ Ａ， ， ２５ 动 ５ ． ６ 差 动 回路差 流为６３ Ａ， ． ７ 显然 差 动保护 出现 误动 。 由 图２ 可得 ， 当负荷 电 流为 额定 电流 ８ ％时 ， ０ 制
１ 微 机 式 变 压 器 差 动 保 护 误 动 分 析
１１ 事 故过 程及 调查 ．
二 次额 定 电流 ／ Ａ
２０ ／． ． ３９ ６ ４
表 ２ 两 折 线 比 率 制动 差 动 保 护 基本 侧 整 定 值 （ 次 值 ） 二 最小 动作 电流／ ０２ 拐 点 电流 ／ Ａ ． ６ Ａ 斜 率 系数 ０３ 动 电 流选 取 － 制 基 础 侧 ０８． １ ５ ． ＝． １ ６ （＋ｔ ２ ／ Ｉ／ ． ）
朱 文强 许建 安 福建水 利 电力职 业技 术学 院 福建 永安 ３ ６ ０ ６ ００
【 要 】 章通 过 实例 分析 了双 绕 组 变压 器微 机 保 护误 动原 因 ， 出 了防误 措 施 ； 摘 文 提 分析 了平行
线 路运 行 方 式 改变后 造 成 变压器 后 备误 动 原 因 ，提 出 了防止误 动 的整定 方 法和 运行 方 式确
由上述 分 析 可知 因采 用 常规 接 线使 高压 侧 电
流增大、 倍 ， ／ ／ 而低压侧电流不变， 只有将低压侧
电流放大、 ３倍才能平衡 。而当现场按Ｋ Ｌ ０ ２ ／ Ｐ＝． ５
整定 时 ， 是将 低压 侧二 次 电流 幅值 大 小不 变地 与 就
山东 电力 高 等专科 学校 学报
电流 回路 相位 补偿 和 幅值 平衡 的功 能 。
１ ． 差 动误动 原 因 ３
ｌ 叩
‘ ｍ ｍ ，
Ｏ
图２
比 率 制 动特 性
变压器 微机保 护 投入前 ， 压器 保护 采用 电磁 变
式 差动 继 电器构成 差 动保护 。 现采 用 两折 线式 比率
制动差 动保 护 ， 特性 如 图２ 其 所示 。 现场 了解 到施 工
故 障 时 ，变压 器 Ｔ 、 ２ 间后备 保 护 同 时启 动 ， １Ｔ 相 以 较 短 时延ｔ 断 开母联 断路 器Ｑ ０ 断 开母 联断路 器 Ｆ， 后故 障并 没 有切 除 ， １ Ｔ 变压 器 以 ＝ ＋ ￡ 比切 除 △（ 母 联 断路 器 长 一个 时 限级 差 ， 合 导则 规 定 ） 间 符 时 断开 变 压 器 的断 路 器 Ｑ １ Ｆ 。虽然 此 时 母 联 断 路 器 Ｑ ０Ｈ１ Ｆ ￣ Ｔ 变压器 低压 侧断 路器 Ｑ １ Ｆ 已断 开 ，但是 从 故 障开 始 到断路 器Ｑ １ Ｆ 断开 ， 线路 Ｌ 和 Ｌ 两侧 保 护 １ ２ 无 法测 量到短 路 电流 （ 不存在 短路 电流 ）显 然线 路 ，