变压器差动保护原理及其调试方法

变压器差动保护原理及其调试方法
变压器作为发电厂和变电所的主要运行设备，能够将发电廠发出的高压电转变成用户所需的各级低压电，实现了不同行业和人群的用电需要。

因此，保证电力变压器各项工作的正常运行，不仅有助于提升供电和用电质量，而且对于输电线路的整体安全也有重要影响。

但是在实际过程中，由于人为工作疏忽或设备本身的原因，时常发生差动保护误动，导致变压器的自动保护功能失效，因此必须根据差动保护原因，探寻科学正确的调试方法。

标签：电力变压器；差动保护；误动原因；调试方法
1 变压器差动保护的概述
常见的变压器保护方式有差动保护、气体保护、过负荷保护以及单相接地保护等，其中差动保护是变压器的主保护，保护范围是变压器各侧电流互感器之间的一次电气设备，它能迅速而有选择地切除保护范围内的故障，从而保证了输配电线路的安全。

但是在实际工作过程中，变压器常常会出现各种问题，其中较为常见的故障有以下几种：第一种是变压器在长期使用后，内部线圈会因为受热出现绝缘漆损坏、脱落等问题，导致线圈之间的绝缘性能降低，出现短路现象。

第二种是在用电高峰期或当有大容量用电设备启动时，瞬时电压往往超出变压器额定电压的几十倍甚至上百倍，导致变压器线路烧毁。

第三种是变压器系统线路接地，导致电流增大，严重情况下还会出现变压器爆裂问题。

而变压器差动保护的作用原理就是当出现上述线路故障时，能够根据实际故障情况有选择性地切断线路，从而保证变压器本身不受到损坏。

2 差动保护误动实例分析及处理
2.1 差动保护实例分析
某厂变压器为三卷变压器，极限组别Y 0/Y/d-11，为大电流接地系统。

其中中压侧由于长期负荷低，在投运时未做带负荷六角图，变压器运行正常。

随着电力市场的发展和农网改造，110kV侧的负荷增加较多。

一段时间以来，主变差动保护时有误动，在其动作后对保护装置进行了检验，均满足比例制动特性要求，装置正常之后，在变压器中压侧差动TA间有一段母线距离山体较近，怀疑变压器差动保护误动是由于山体树枝接地所致，未引起高度重视，后来利用110kV 设备增容改造的机会，对中压侧TA进行了详细检查，发现其中B相TA的极性接反，改接后恢复了正常运行，经作六角图，接线正确，此后，差动保护误动得以根本消除。

2.2 变压器差动保护运行管理要求
第一，为了保证变压器在运行过程中不受到其他因素的干扰，要求在启动差动保护的同时要停止其他形式的保护措施，例如气体保护、三相电接地保护等，
如果根据电路运行需要，必须停止差动保护，还应提前征得电力部门负责人的同意。

第二，为了避免在差动保护运行过程中出现电压击穿问题，应在运行之前进行空载冲击试验，测试变压器差动保护的实际性能，防止投入运行后出现短路，造成严重的危害。

第三，在差动回路上进行相关的试验操作，要先把差动保护相关的设备退出。

第四，新装、定检或二次差动回路经过工作后的差动保护，在变压器充电或试运行时应将差动保护暂时投入使用，但在正式带负荷前应停运。

差动保护应通过作带负荷六角图证明二次电流回路极性正确及差电流满足规定要求后，方可将其正式投入运行，以防止二次回路接线错误，进而造成变压器带负荷后差动保护误动。

第五，在变压器差动保护运行管理时，如果因为其他原因导致电流回路出现短路或断路故障，要立即切断电源和变压器导线，防止变压器差动保护装置的自启动。

在切断电源之后分析故障发生原因，并对断路或短路线路进行更换维修，在保证线路正常运行之后闭合开关。

3 变压器的运行调试方法
3.1 变压器的送电调试方法
在变压器进行送电之前，为了保证整个线路及其工作流程的安全，必须要先进行线路和变压器设备的安全检测，只有当各项检测指标都符合安全要求时，才运行进行送电调试。

首先进行变压器的空载投入冲击试验。

将变压器接入所要测试的线路中，然后闭合开关，利用专业的大容量电压计测试输电线路两端的电压变化情况。

其次进行变压器的空载运行监测调试，在检测过程中，可以通过声音分辨的方式，分析变压器可能存在的一些工作问题，例如当变压器发出轻微振动声音时，可能是由于变压器两端的外加电压过高；当变压器发出不规则振动时，可能是由于变压器内部线圈松动，或是出现了线圈放电现象。

3.2 变压器半负荷调试方法
在变压器进行送电调试，并且调试结果符合安全标准后，可以进行半负荷空载调试。

在进行调试时，应首先让变压器处于空载状态，且空载运行时间不能低于20小时，如果在该段空载运行时间内变压器的运行状况无异常，则说明变压器的各项功能可以正常实现。

在此基础上向变压器两端逐渐添加负荷，当变压器运行状况由空载转化为半负荷时，保持外部负荷不变，通过相关的测量仪器观察变压器的运行状况，并结合试验数据记录变压器的温度差异变化、油位升降变化、保护装置等，记录间隔时间为1小时/次。

3.3 变压器满负荷调试方法
当变压器的半负荷调试结果都正常，并且其运作流程都符合相关的试验规定后，可以进行满负荷调试运行。

与半负荷调试同理，变压器的满负荷调试也需要先进行空载运行调试，考虑到满负荷调试工作的精确度要求较高，因此空载调试时间也相对较长，通常情况下保持在40-50小时，在空载调试过程中如果不发生运行问题，然后从外部加设满负荷电压，并在此过程中检查变压器的油位升降变化、温度差异、是否存在渗油问题等。

测量间隔一般保持在2小时/次。

当变压
器以此通过空载调试、半负荷调试和满负荷调试之后，说明变压器的各项工作都符合相关的产品标准，即产品检验合格，在此基础上可以办理相关的审批文件，最后投入到输配电线路的使用当中。

3.4 变压器调试运行过程中的注意事项
变压器的调试运行虽然方法相对简单，但是由于调试分为多个环节，因此必须保证各个环节之间的上下衔接关系，务必保证调试工作按部就班的进行，其中需要注意的有以下几点：第一，在变压器的调试运行过程中，为了保护变压器设备的安全，必须在调试线路中加设外部保护装置，通常情况下装置要安装在电源一侧，保证在出现调试故障时可用立刻切断电源，防止因为线路故障损坏变压器。

第二，在半负荷调试运行或满负荷调试运行过程中，由于外接电压的变动范围较大，对变压器的冲击能力较强，如果调试过程中使用的导线、接口存在质量问题，很有可能出现短路现象，因此必须要在调试过程中安装断路器，一旦检测到导线或其他部分短路，立刻切断电流传播途径。

第三，如果调试过程中没有断路器或其他外接保护装置，为了安全起见，要尽量控制变压器内部的电流，通过连接互动变阻器的方式，保证变压器内部电流不高于5A，这样即便是出现短路问题，也不至于因电流过大烧毁变压器。

4 结束语
电力能源及其相关附属产品已经成为我们生活中不可或缺的一部分，如果电力输送出现了问题，不仅给我们的生活工作带来严重困扰，还会造成巨大的经济损失，不利于国民经济的可持续发展。

而变压器差动保护能够为输配电线路的正常运行提供可靠的保证，在变压器保护方面发挥了重要作用。

在分析和掌握了变压器差动保护原理的基础上，探寻一种合适的调试方法，能够在极大程度上避免线路故障问题。

参考文献
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