变压器差动保护误动的原因与对策

变压器差动保护误动的原因与对策
变压器差动保护误动的原因与对策
摘要：电力变压器的正常运行是对电力系统安全、可靠、优质、经济运行的重要保证。

一旦发生故障遭到损坏，就要造成很大的经济损失，同时对地区的供电造成影响，因此一定要有完善可靠的继电保护装置来确保护其正常的工作；同时防止任何情况下的误动也是一项十分重要的工作，本文将从几个面来探讨变压器差动保护的误动原因以及防止措施。

关键字：变压器差动保护误动
中图分类号：TM4文献标识码： A 文章编号：
一.引言
差动保护是变压器的主保护，其原理是反应流人和流出被保护变压器各端的电流差。

变压器在电力系统中的主要作用是变换电压，以利于电功率的传输和电能的分配，是发电厂、电网、用户之间的桥梁和纽带。

为了防止因为变压器产生故障而给电力系统的安全性和可靠性带来影响，对电力变压器采取了多种保护措施，变压器差动保护误动就是其中最为普遍的一种做法。

然而，系统运行中发现，因为电流不平衡、励磁涌流等因素经常会导致差动保护发生误动现象，更为重要的是差动保护误动经常影响到整个电力系统的安全可靠运行。

所以，关于变压器差动保护误动问题的研究具有十分重要的意义和价值。

二.变压器的差动保护概括
变压器差动保护一般包括：差动速断保护、比率差动保护、二次(五次)谐波制动的比率差动保护。

差动保护的工作原理基尔霍夫电流定律，当变压器正常工作或区外故障时，内部不消耗能量，则流入变压器的电流和流出电流(折算后的电流)相等，差动保护不动作。

当变压器内部故障时，内部消耗能量，由电源侧向变压器内部提供短路电流，差动保护感受到差电流，差动保护动作。

差动保护由比率差动和差动速断两个保护功能组成。

二次谐波制动主要区别是故障电流还是励磁涌流，因为变压器空载投运时会产生比较大的励磁涌流．并伴随有二次谐波分量，为了使变压器不误动，采用谐波制动原理。

通过判断二次谐波分量，是否达到设定值来确定是变压器故障还是变压器空载投运，从而决定比率差动保护是否动作。

差动速断保护是在较严重的区内故障情况下，快速跳开变压器各侧断路器，切除故障点。

差动速断的定值是按躲过变压器的励磁涌流和最大运行方式下穿越性故障引起的不平衡电流，两者中的较大者。

三.变压器差动保护误动原因分析
1.电流互感器型号及变比选择错误
由于差动保护各侧采用的电流互感器的电压等级、变比、容量和磁饱和程度都不一致，因此差动回路中总存在不平衡电流，且不平衡电流随着一次电流的增大而增大。

带有气隙的D级铁芯电流互感器具有上述功能，是专用于差动保护的特殊电流互感器。

选择电流互感器变比时，可在原常规基础上，根据经验适当增大1～2档，即适当地选取大变比的电流互感器。

这样可降低短路电流倍数，减少差动回路中产生的不平衡电流，有效削弱励磁涌流，提高差动保护灵敏度，从而有效防止变压器差动保护误动。

在正确选择电流互感器型号和变比的同时，电源侧和负荷侧的电流互感器应尽量选用同一厂家的，以保证伏安特性及相关数据平衡一致。

2.电磁干扰的因素
当前微机保护技术的趋成熟，微机保护装置在电力系统中越来越广泛。

然而由于变电站开关场内的电磁环境比控制室恶劣的多，变压器不可避免的遭受了外部电磁的干扰，如一些电磁干扰促使装置采样发生异常或装置在长期遭受电磁干扰的情况下导致芯片的性能下降
设备损害，都有可能造成差动保护的误动。

3.变压器励磁涌流的产生及其特点
在变压器空载投入时，由于变压器铁心中的磁通急剧增大，使铁心瞬间饱和，根据磁化曲线特性，将产生很大的励磁电流即励磁涌流。

变压器在正常运行情况下，励磁电流值很小，一般不超过变压器额定电流的3％。

在变压器空载投入时，励磁涌流可达到变压器额定电流
的6-8倍。

励磁涌流中含有大量的高次谐波分量及非周期分量，其中二次谐波分量所占比例最大，有时占基波分量的50％-60％。

非周期分量即直流分量则是偏到时间轴的一边并具有衰减慢的特点。

为了防止变压器的差动保护误动，必须采取有效措施。

4.二次回路开路或多点接地
电流互感器在正常运行时不允许二次开路，二次不允许多点接地。

电流互感器二次回路开路时，二次阻抗无限增大，在二次线圈内产生很高的电势，其峰值可达几千伏，可直接威胁人身安全或造成仪器仪表、保护装置二次绝缘损坏。

此时，若电网发生故障或变压器差区内发生故障，差动保护中的二次开路无法将电流引入差动回路，破坏了差动保护的原理，这将有可能造成差动保护误动或拒动。

四.防止变压器差动保护误动的对策
1.设计人员要了解不同等级电流互感器伏安特性，严把设备选型关，并严格遵守设计原则和流程，确保设备选型满足差动保护要求，确保设计图纸正确无误，对差动保护用电流互感器时，其伏安特性应尽可能一致，以减小正常运行的不平衡电流，同时降低保护整定的难度。

2.由电流互感器变比不同造成的电流不平衡现象的解决措施。

若想根本解决这一问题，首要问题就是选择变比等级相同的电流互感器，最大程度地降低电流。

还要充分发挥差动继电器内部平衡线圈的作用，使电流互感器不同的变比电流得以消除。

还有，可以在差动继电器的一侧或两侧安排类型不同的自耦变流器，从而实现电流补偿功能，有效解决由电流互感器变比不同造成的电流不平衡现象。

3.为防止产生励磁涌流现象，有效消除不平衡电流，首要问题就是选择具有快速饱和铁心的差动继电器，以及可以实现陕速饱和的电流互感器，有效解决没有负载以及清除外部故障后恢复电压过程中的磁通突变问题，防止一次绕组中产生励磁涌流，防止电流不平衡。

再有，还可在差动回路中安装中间变流器实现快速饱和的电流补偿功能，防止发生差动保护误动现象。

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