浅谈110kV变电站变压器差动保护动作的原因分析
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摘要：变压器是变电站设备的主要组成部分，变压器的差动保护也是变电站的主保护，本文结合变压器差动保护的原理、作用以及一些误操作动作进行分析，以期提高变压器差动保护动作正确性。
关键词：变压器，差动保护，原因分析
中图分类号： TM64 文献标识码： A
1变压器差动保护原理
变压器差动保护主要用来保护双绕组或三绕组变压器绕组内部及其引出线上发生的各种相间短路故障，同时也可以用来保护变压器单相匝间短路故障。变压器差动保护是利用比较变压器各侧电流差值构成的一种保护。变压器差动保护是变压器本体内部、套管和引出线故障的主保护，它反应变压器绕组和引出线的相间短路，中性点直接接地侧的单相接地短路及绕组匝间短路。差动保护动作时应瞬时断开各侧的断路器。对于双绕组变压器两侧的电流互感器，若其同极性端均置于靠近母线一侧，则两侧电流互感器的二次端子同极相连（同极性端位于不同侧，则必须将两侧电流互感器不同极性的二次端子相连接），差动继电器并接在差回路中。变压器在正常运行或外部故障时，两侧的二次电流大小相等，方向相反，在差动继电器中电流等于零，因此差动保护不动作。
2 变压器差动保护的作用
变压器的差动保护是指当变压器出现较为严重故障的情况下，这一保护措施可以自动切断变压器各侧的断路器，从而有效的切除故障点。差动速断的定值是按照躲过变压器的励磁涌和在最大运行方式的背景下，穿越故障所引起的电流不平衡。
变压器差动保护范围是变压器各侧电流互感器之间的一次电气部分。一般反映下述故障：一是变压器引出线及内部线圈的短路；二是严重的线圈层间短路故障；三是大电流接地系统中线圈及引出线的接地故障变压器差动保护。只要接线正确并调整合理，外部故障时一般不会误动。
3变压器差动保护动作原因分析
变压器运行过程中，存在稳态、暂态两种情况下产生不平衡电流的各种原因，不及时采取措施将导致变压器差动保护动作，造成保护误动变压器跳闸事故。为了保证变压器差动保护动作的可靠性，常常通过增大差动继电器的动作电流，但往往降低了保护的灵敏性。为了满足差动保护“四性”的基本要求及保证变压器正常运行，必须利用各种方法防止不平衡电流的产生及消除不平衡电流对变压器差动保护的影响。
稳态不平衡电流产生的原因：⑴由于变压器各侧电流互感器的接线方式不同而引起不平衡电流；⑵由于变压器各侧电流互感器的实际变比和计算变比不同引起不平衡电流；⑶由于变压器各侧电流互感器的型号不同，即各侧电流互感器的饱和特性和励磁电流不同而引起不平衡电流；⑷由于变压器带负荷调整分接头引起不平衡电流。暂态不平衡电流产生的原因：由于变压器空载合闸或外部故障切除后电压恢复时产生励磁涌流。
导致变压器在差动保护回路中产生不平衡电流的原因是多种多样的。部分不平衡电流可以通过适当选择电流互感器二次线圈的接法、变比以及通过平衡系数使其降到最小。而由于空投变压器、电流互感器型号不同及带负荷调整变压器分接头引起的不平衡电流是不可能消除的。因此，只有通过提高变压器差动保护的动作门坎，正确整定动作定值，设置相关的闭锁条件来躲开不平衡电流。只有这样才能在满足保护可靠性的同时，灵敏的切除变压器区内故障，从而保证变压器的安全运行。
4变压器差动保护误动情况分析
变电站变压器有时也会出现保护误动的现象，大概可分为三种情形，即变电站是新建的、变电站设备进行了更新以及变电站日常运行中出现差动保护误动。
4.1导致新建变电站差动保护误动的原因：
⑴数定值选择不合理。
二次谐制动的比率差动定值和差动速断定值选择不正确会造成误动的产生，一般来说，差动速断是在较为严重的故障下产生的，它可快速的跳开变压器各册的断路器，从而能够有效的切除故障点。对于保护定值的计算，尤其是非电力系统的定值计算往往会基于以往的经验，来讲差动的定值取为5~6IE。这样就会使得变压器出现误跳。比率差动则是当出现轻微故障的情况下来进行的，它能帮助保护各侧的断路器，从而保障变压器的灵敏度。当在故障出现在区外时，凭借按照一定比率进行制动可以对变电器保护的可靠性。与此同时，利用变压器合闸的间隙，能够产生二次谐波量实现保护制动。
⑵接线错误形成差点流。
从微机的保护来看，实现差动电流的保护往往是由软件来协作完成的，因此，不管采用何种计算方式都能够得到差动电流。然而，如果变压器中任何一侧的电流互感器出现顺序的错乱，那么就会形成差电流，从而会造成变压器差动保护的误动。其主要原因简而言之来说就是电流互感器中的接地线没有按照规定的原则进行，从而造成差动保护的误动。对于这种情况的解决方法是当二次电流回路接地时，变压器各侧的电流互感器的二次回路需要按照规定的方式接于接地网。因为，任何一个变电站的接地网点的电位不是对等的，那么当区外发生断路故障时，不同点之间的电位差就会造成大量的电流流入接地网，各点之间也会形成较大的电位差。除此之外，高低压侧断路器操作回路的寄生现象也会造成误动。
4.2导致变电站在进行设备更新时发生误动的原因
当更换电流互感器后，变压器各侧的电流互感器与以往的电流互感器会出现不匹配的情形， 这就会造成差动保护的误动。 为了使各侧的电流互感器相匹配，就需要使其能够躲过暂态保护的特性。 然而在变电站更新改造的过程中，往往容易忽视这一点，从而将电流互感器更换为P类，或者是将变压器两侧的电流互感器更换为P类，这样当存在外部故障时就必然会造成变压器差动保护误动的出现。
4.3导致变压器在运行过程中发生误动的原因
变电站变压器运行过程中也经常会出现保护误动的现象，根据既往经验，总结出大概原因为，电流互感器的一个重要特性是暂态饱和，这就容易导致差动保护的误动。电流互感器的饱和就是指变电器铁芯中的磁通达到饱和的状态，电流互感器一般分为TP类和P类。TP类的电流互感器要求的是变电器在暂态及稳态的情况下不饱和，P类则要求在变电器稳定的情况下不饱和。当采用P类电流互感器时，如果外部存在一定故障，那么当外部故障消除时，就容易造成差动保护的误动。根据国内多起实例，我们可以看出，变压器低压侧的真空断路器出现绝缘性不良时会造成差动保护误动。
结束语：
在对变电站变压器差动保护动作及误动的原因进行分析，从而得知多种情况都会造成以上现象，针对各种情况相应的解决措施也不尽相同，所以我们在安装调试的过程中把握好每一个环节，严格按照相关的规定执行。而且检查人员以及值班人员都需要严格把关，采取积极的态度，提高变电站变压器差动保护的可靠性，从而有效的避免变压器运行保护的误动。
参考文献：
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