微机变压器差动保护误动分析
微机变压器差动保护误动分析
1 问题的提出
微机比率制动式差动保护作为变压器的主保护，能反映变压器内部相间短路故障，高压侧单相接地短路及匝间层间短路故障，它较常规保护具有灵敏度高，选择性强，接线简单等优点。因此得到广泛应用。但是，由于运行经验不足，接线错误等原因，使差动保护投入运行后又误动，严重影响了变电站安全运行。笔者曾多次参加过误动分析和处理工作，现将自己的一些经验体会与同行共享。
2 TA极性接线错误
2.1 10kV侧TA极性接错
图1错误接线如下:
图1 35kV和10kV侧TA、电流变换器T1减极性接线
差动保护电流回路接线，要求变压器35kV侧TA为减极性接线: TA一次和二次侧同极性两个线头排在同一面的接线。而变压器10kV侧TA为加极性接线; 把TA一次和二次不同极性的两个线头排在同一面的接线。
图1把变压器35kV侧TA和10kV侧TA极性都接成减极性接线。变压器在正常负荷和差动保护范围以外发生短路故障时，流进差动保护内A相、B相、C相的电流方向相同，差流为两侧TA电流之和。当差电流值大于差动保护定值时，必然引起差动保护误动作，使变压器两侧开关跳闸。
将10kV侧TA改为加极性接线见图2:
图2 10kV侧TA和电流变换器加极性接线
主变35kV侧TA为减极性接线，10kV侧TA为加极性接线。在变压器正常负荷和差保范围外发生短路故障时，流进差动保护的电流为两侧TA A相、B相、C相电流之差，差电流为不平衡电流，小于差动保护定值，所以差保不会发生误动作。只有当变压器内部和两侧TA范围以内发生短路故障时，差动保护才会有选择性动作，跳开变压器两侧开关。
2.2 TA和电流变换器T1极性接线不对应主变35kV侧TA和差保电流变换器T1极性接线都为减极性，而10kV侧TA为加极性接线，但差保电流变换器却为减极性接线，由于两者极性不对应，如图3所示。
图3接线，在变压器正常负荷和差动保护范围以外发生开路时，流进差动保护的三相电流与35kV侧TA三相电流方向相同。差电流为二者之和，当电流大于差动保护定值时，就会引起差动保护误动作。将10kV侧差保内的电流变换器按图2加极性接线，使流进差动保护的两侧电流方向相反为二者之差，使保护达到有选择性动作。
图3 10kV TA和电流变换器极性不对应接线
3 TA的误差
用于差动保护的TA，应保证在变压器正常负荷和差动保护范围以外发生短路时，TA变比误差、角差符合要求，使流进保护的差电流近似为零。但实际上甚至选用相同型号的TA，其特性曲线也总是存在某种程度的差异。这是由于钢导磁体特性不同及装配的情况不同所致。因此，使导磁体的磁阻改变，并使励磁电流改变，这就出现了TA的电流比误差和角差。选用不同型号不同容量的TA，在二次负载Z和磁饱和程度不同时，对TA误差影响更大。
当35kV侧TA选用LR-35型100/5变比的套管变流器，10kV侧也选用LR-10型200~300/5变比的套管变流时，由于套管变流器容量为15VA，在正常负荷工作状态下，TA误差较小，但在保护范围以外发生短路时，由于铁芯在已磁饱和状态下，TA误差增加，两侧TA流进差动保护的电流就相差很大，二者不平衡的电流I1p就大大增加，当差动保护定值避不开这个不平衡电流时，就会引起差动保护误动作。
差动保护应选用TA的准确等级为D级（具有较大的铁芯截面）35kV侧TA选用LRD-35型。变比为150/5或以上时，每只可单独使用。变比在100/5或以下时，可将两只串联使用。串联时，变比不变，每个线圈通过全部二次电流，其磁势等于F=2（I2W），可以增大TA的输出容量。10kV侧TA，套管变流器容量较小，伏安特性很低，应选用外附的TA。TA在投入运行前，应作极性和伏安特性变比试验，变比误差不超过10%，角差为7o，并按10%误差特性条件进行校验。
4 二次线安装质量
二次线安装质量较差。差动保护电流回路二次线在电流端子、设备端子处接触不良，差动保护在投入运行前没有认真检查。差动保护投入运行后，差动电流突变大时，造成TA二次回路断线，闭锁功能退出时，造成差动保护误动。
5 调试工作质量
5.1未进行变压器35kV侧TA相位差与平衡补偿。Y、d-II组变压器，Y侧TA电流都需要校正相位。常规接线中，35kV侧TA二次线接成d型进行校正相位，当接成人型时，应投入Y/d软件功能进行平衡补偿，但未进行。投入运行后，使差流过大，造成保护误动作。
5.2保护元件损坏，产品出厂时，全部经过严格测试，进行“老化”试验。安装后厂家应做好通电前检查工作，对差动保护功能进行传动试验，发现保护元件损坏或接线错误，必须进行更换，改成正确接线。
6 结论
对发生变压器微机差动保护误动的变电站，经厂家和运行单位按上述情况处理后，经测试运行数据准确，保护性能可靠。在以后的运行中，再未发生过差动保护误动作。
