通過對變壓器差動保護(hù)動作的故障分析和處理步驟，總結(jié)出系統(tǒng)短路容量的增大和完全依賴于設(shè)備的銘牌參數(shù)，對變壓器差動保護(hù)誤動起作一定的內(nèi)因作用，并提出了相應(yīng)的防范措施。

　　電力變壓器是電力系統(tǒng)中最關(guān)鍵的主設(shè)備之一，它承擔(dān)著電壓變換，電能分配和傳輸，并提供電力服務(wù)。因此，變壓器的正常運行是對電力系統(tǒng)安全、可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)運行的重要保證。微機型縱聯(lián)差動保護(hù)作為變壓器的主保護(hù)，能反映變壓器內(nèi)部相間短路故障，高壓側(cè)單相接地短路及匝間層間短路故障，它較常規(guī)保護(hù)具有靈敏度高，選擇性強，接線簡單等優(yōu)點，因此得到廣泛應(yīng)用。為提高差動保護(hù)正確動作率，除選好保護(hù)設(shè)備外，還需做好設(shè)計施工、整定計算、現(xiàn)場安裝調(diào)試等一系列技術(shù)和管理工作，要統(tǒng)籌考慮系統(tǒng)的發(fā)展，短路容量的增大，如果這些工作稍有疏忽，就可能造成差動保護(hù)誤動或拒動，嚴(yán)重影響變電站安全運行。

　　1、事故慨況

　　2010年7月18日19：20分左右，35kV智華變電站10kV華匯線速斷保護(hù)動作跳開本線路開關(guān)，同時主變比例差動保護(hù)動作，跳開主變兩側(cè)開關(guān)，造成全站失壓。

　　2、網(wǎng)絡(luò)運行情況

　　35kV智華變電站于2002年農(nóng)網(wǎng)改造時建設(shè)，由于是地方縣級電網(wǎng)，智華站經(jīng)過3個35kV等級的變電站與110kV站相連，以多級串供的形勢供電。該變電站為簡易的終端變電站，35kV為單母線接線，只有一條35kV進(jìn)線，主變1臺，Y/Δ-11接線，主變?nèi)萘?.15MVA，10kV為單母線接線，主供農(nóng)村負(fù)荷。主接線如圖1所示：

　　在2010年5月到8月，由于10kV華匯線或華金線線路故障速斷保護(hù)動作跳閘引起主變比例差動保護(hù)動作了兩次。下面以7月18日主變比例差動動作及查找原因進(jìn)行分析。

　　3、故障現(xiàn)象

　　3.1值班員記錄

　　2010年7月18日19：20分，35kV智華變電站微機顯示器上彈出“#1主變比例差動保護(hù)動作”信號，事故音響喇叭響起，#1主變兩側(cè)#301和#501開關(guān)在分閘位置，同時顯示器上彈出“10kV華匯#514速斷保護(hù)動作”信號，#514開關(guān)在分閘位置，全站10kV系統(tǒng)失電。

　　通過對變壓器差動保護(hù)動作的故障分析和處理步驟，總結(jié)出系統(tǒng)短路容量的增大和完全依賴于設(shè)備的銘牌參數(shù)，對變壓器差動保護(hù)誤動起作一定的內(nèi)因作用，并提出了相應(yīng)的防范措施。

　　電力變壓器是電力系統(tǒng)中最關(guān)鍵的主設(shè)備之一，它承擔(dān)著電壓變換，電能分配和傳輸，并提供電力服務(wù)。因此，變壓器的正常運行是對電力系統(tǒng)安全、可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)運行的重要保證。微機型縱聯(lián)差動保護(hù)作為變壓器的主保護(hù)，能反映變壓器內(nèi)部相間短路故障，高壓側(cè)單相接地短路及匝間層間短路故障，它較常規(guī)保護(hù)具有靈敏度高，選擇性強，接線簡單等優(yōu)點，因此得到廣泛應(yīng)用。為提高差動保護(hù)正確動作率，除選好保護(hù)設(shè)備外，還需做好設(shè)計施工、整定計算、現(xiàn)場安裝調(diào)試等一系列技術(shù)和管理工作，要統(tǒng)籌考慮系統(tǒng)的發(fā)展，短路容量的增大，如果這些工作稍有疏忽，就可能造成差動保護(hù)誤動或拒動，嚴(yán)重影響變電站安全運行。

　　1、事故慨況

　　2010年7月18日19：20分左右，35kV智華變電站10kV華匯線速斷保護(hù)動作跳開本線路開關(guān)，同時主變比例差動保護(hù)動作，跳開主變兩側(cè)開關(guān)，造成全站失壓。

　　2、網(wǎng)絡(luò)運行情況

　　35kV智華變電站于2002年農(nóng)網(wǎng)改造時建設(shè)，由于是地方縣級電網(wǎng)，智華站經(jīng)過3個35kV等級的變電站與110kV站相連，以多級串供的形勢供電。該變電站為簡易的終端變電站，35kV為單母線接線，只有一條35kV進(jìn)線，主變1臺，Y/Δ-11接線，主變?nèi)萘?.15MVA，10kV為單母線接線，主供農(nóng)村負(fù)荷。主接線如圖1所示：

　　在2010年5月到8月，由于10kV華匯線或華金線線路故障速斷保護(hù)動作跳閘引起主變比例差動保護(hù)動作了兩次。下面以7月18日主變比例差動動作及查找原因進(jìn)行分析。

　　3、故障現(xiàn)象

　　3.1值班員記錄

　　2010年7月18日19：20分，35kV智華變電站微機顯示器上彈出“#1主變比例差動保護(hù)動作”信號，事故音響喇叭響起，#1主變兩側(cè)#301和#501開關(guān)在分閘位置，同時顯示器上彈出“10kV華匯#514速斷保護(hù)動作”信號，#514開關(guān)在分閘位置，全站10kV系統(tǒng)失電。

　　3.2保護(hù)動作報告

　　在7月18日19：20：37時，10kV華匯線#514速斷保護(hù)動作，開關(guān)動作跳閘。

　　故障時保護(hù)裝置記錄：IA：72.5AIC：1.5A

　　在7月18日19：20：37時主變差動保護(hù)動作，跳開主變兩側(cè)開關(guān)。

　　故障時保護(hù)裝置記錄：

　　高壓側(cè)電流：IA：12.1AIB：11.9AIC：0.3A

　　低壓側(cè)電流：IA：26.8AIB：26.2AIC：1.3A

　　差動電流：IA：17.7AIB：16.0AIC：1.1A

　　制流電流：IA：37.6AIB：36.8AIC：1.4A

　　3.3電流互感器配置情況

　　主變高壓側(cè)#301開關(guān)為LW16-40.5型戶外六氟化硫開關(guān)，該開關(guān)內(nèi)附電流互感器LRGB-35LW供測量和保護(hù)用，電流互感器為抽頭式，有75/5和100/5兩檔，實際接線選為75/5，1.0級1K1—1K2作為測量用（接A421、B421、C421），D級3K1—3K2作為差動保護(hù)用（接A411、B411、C411）。其銘牌如圖2所示：

　　主變低壓側(cè)#501開關(guān)為ZN28A-10型戶內(nèi)真空開關(guān)，電流互感器為LZZQB6-10型單獨式，變比為200/5，0.5級作為測量用，10P10級作為差動保護(hù)和低后備保護(hù)用。

　　10kV華匯#514線電流互感器為LZZQB6-10型，變比為75/5，0.5級作為測量用，10P10級作為保護(hù)用。

　　3.4保護(hù)定值整定情況

　　10kV華匯#514線路保護(hù)整定為三段式電流保護(hù)，速斷定值為55A，0秒。主變保護(hù)設(shè)有比例差動和差動速斷保護(hù)，差動速斷定值為26A，0秒，比例差動保護(hù)定值為：差動啟動值為2.2A，平衡系數(shù)為0.72(以低壓側(cè)為基準(zhǔn))。

　　3.5保護(hù)裝置配置

　　主變保護(hù)裝置為重慶新世紀(jì)廠生產(chǎn)的EDCS-6120型差動保護(hù)，10kV線路為EDCS-6110型線路保護(hù)裝置。

　　EDCS-6120型單元的差動保護(hù)TA接線采用全Y形接法，主變原、付邊電流相角差采用軟件補償。

　　差動電流的計算公式為：

　　式中：為高壓側(cè)參與差動計算的電流相量，其計算方法與變壓器聯(lián)接組別有關(guān)。為低壓側(cè)參與差動計算的電流相量，Kp為差動平衡系數(shù)，ΦS為相角補償，用于特殊聯(lián)接的變壓器。

　　差動平衡系數(shù)Kp的計算：差動平衡系數(shù)是微機差動保護(hù)中計算差動電流時，用以補償高、低壓側(cè)電流互感器變比不配合而產(chǎn)生的差動電流的一個系數(shù)。

　　以低壓側(cè)二次電流為基準(zhǔn)，高壓側(cè)平衡系數(shù)KpG=35*15/1.732*10.5*40=0.724

　　4、保護(hù)動作分析

　　通過事故現(xiàn)象，在#1主變差動保護(hù)動作跳閘的同時，10kV華匯線路因速斷保護(hù)動作而跳閘，其跳閘時間與#1主變差動保護(hù)動作時間完全一致，故障相別為A、B相，該線路二次故障電流折算后與差動保護(hù)中10kV側(cè)故障電流值非常接近，都約為1080A左右。事故后對10kV華匯線路巡線發(fā)現(xiàn)在約3km處有AB相短路故障。所以，認(rèn)為主變比例差保護(hù)動作是由10kV線路故障引起的。

　　4．1事故后檢驗

　　由于可斷定是由10kV線路故障引起的差動保護(hù)，屬于變壓器區(qū)外故障，因此重點對差動保護(hù)裝置進(jìn)行了全面的檢查分析。但防止大電流對變壓器的損傷，還是對變壓器進(jìn)行絕緣和直阻的測試。查找具體方案：

　　A、檢查差動保護(hù)整定值，與定值通知單的數(shù)據(jù)相符。校核了平衡系數(shù)，在裝置內(nèi)平衡系數(shù)定值設(shè)定為0.72時，兩側(cè)由電流互感器引起的不平衡正好補償。

　　B、對差動保護(hù)裝置按定值單進(jìn)行了校驗，測試了動作值和動作時間，檢驗合格。

　　C、測量電流互感器的變比，在35kV側(cè)電流互感器一次側(cè)按相加電流45A，測得變比值為15，在10kV側(cè)電流互感器一次側(cè)按相加電流40A，測得變比值為40。檢測結(jié)果，變比符合通知單要求。

　　D、測試電流回路二次側(cè)負(fù)載。高壓側(cè)二次電流回路每相負(fù)載為1.0歐，低壓側(cè)二次電流回路每相負(fù)載為0.2歐，三相負(fù)載均平衡，電流回路接觸良好。

　　E、檢查差動保護(hù)二次回路接線，按差動保護(hù)接線要求，高低壓兩側(cè)均接成星型接法，極性都由母線指向變壓器，接線正確，二次回路絕緣符合規(guī)程要求。

　　F、做差動保護(hù)傳動試驗，差動繼電器動作正確，微機發(fā)信號正確，保護(hù)出口繼電器跳兩側(cè)開關(guān)動作正確，保護(hù)裝置無誤動或拒動現(xiàn)象。

　　G、投入主變后帶負(fù)荷測試兩側(cè)電流及相位均正常，經(jīng)過平衡后測試差流約為8mA，符合要求。

　　H、對主變壓器進(jìn)行絕緣和直阻的測試，無異常。

　　以上各項目檢查全部合格，說明差動保護(hù)裝置及二次回路接線良好，主變壓器完好，未見有故障。

　　4．2故障數(shù)據(jù)的分析

　　從10kV華匯線故障數(shù)據(jù)得出10kV線路AB兩相短路電流為Id=72.5*75/5=1087.5A，在差動保護(hù)裝置中主變低壓側(cè)A相電流為Ia=26.8*200/5=1072A，高壓側(cè)A相電流為IA=12.1*75/5=181.5A，由此看出10kV線路故障電流與低壓側(cè)電流約相等，拆算到高壓側(cè)電流應(yīng)為IA高=1072*10.5/35=321.6A，拆算到二次側(cè)應(yīng)為21.4A，很明顯高壓側(cè)電流沒有正常傳變到二次側(cè)。

　　4．3系統(tǒng)短路容量分析

　　根據(jù)以上常規(guī)的故障查找方法，均未查出明顯的問題。既然差動保護(hù)裝置各項檢查都合格，并且該主變從2002年投運到2009年，主變差動保護(hù)從未動作。為何從2010年開始在10kV線路故障引起動作了兩次？

　　通過對電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的分析，在2009年12月，隨我縣首座220kV站投運，系統(tǒng)的短路容量增大，是否與短路電流增大有關(guān)？通過短路電流的計算，在2010年前35kV智華站10kV母線短路時流過主變高壓側(cè)電流約為370A；而隨網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)發(fā)生改變后，智華站10kV母線短路時流過主變高壓側(cè)電流達(dá)到560A，短路電流明顯增大。是否由短路容量增大對電流互感器的影響？但從這兩次故障性質(zhì)進(jìn)行分析，都是因為10kV線路速斷動作引起的誤動，這可能與電流互感器的飽和有關(guān)。

　　4．4電流互感器接線檢查

　　因此，我們又查閱了關(guān)于電流互感器的10%誤差不滿足要求時可采用的的反事故措施：A、增大差動保護(hù)用電流互感器二次回路電纜芯線截面，以減小電流互感器二次回路負(fù)載電阻。B、改善互感器特性，使用差動繼電器專用（D級）電流互感器。C、要適度增大主變電流互感器變比，以減小電流互感器通過大電流時的飽和度。D、串接備用電流互感器使允許負(fù)載增加1倍。

　　根據(jù)這一反措原則，首先認(rèn)為是高壓側(cè)二次負(fù)載1.0歐過大，因此更換了高壓側(cè)電流回路二次電纜線，由原2.5mm2變?yōu)?.0mm2，二次負(fù)載減為0.6歐。再是詳細(xì)檢查高壓側(cè)電流互感器，由于無測試儀器無法校驗10%誤差曲線，只有把內(nèi)附電流互感器的六氟化硫開關(guān)面板拆開詳細(xì)檢查（之前從未拆開檢查，不清楚理面還有是流互感器二次接線端子），發(fā)現(xiàn)廠家所接引出線有問題，從內(nèi)置電流互感器的接線端子引出到開關(guān)內(nèi)電流端子排的二次線接線錯誤，把作為差動的D級繞組3K1-3K2接線端子誤接到電流互感器的1.0級繞組接線柱上，而端子排上已標(biāo)明3K1-3K2作為差動保護(hù)用，這與開關(guān)上銘牌標(biāo)示完全一致。作為調(diào)試人員只是核對銘牌標(biāo)示繞組3K1-3K2是否作為差動保護(hù)，并校核電流互感器的等級。而同樣的方法檢查10kV電流互感器，由于電流互感器是是外露式，二次側(cè)及接線清楚，把10P10級作為差動保護(hù)，二次線較短，負(fù)載較小，沒有進(jìn)行電纜更換。

　　4．5電流互感器的飽和分析

　　在2010年之前，電網(wǎng)系統(tǒng)短路容量較小，該站10kV線路較少，10kV線路近端短路幾率較少，短路電流不很大時，短路電流倍數(shù)相應(yīng)較小。經(jīng)計算，同樣是10kV線路3KM處三相短路，流過高壓側(cè)電流互感器故障電流約250A，短路電流倍數(shù)為3.3倍，作為1.0級的電流互感器在負(fù)載為1.0歐時還能滿足10%誤差要求，而低壓側(cè)短路電流倍數(shù)為5.8倍，負(fù)載僅0.2歐，主變差動保護(hù)就不會誤動。當(dāng)系統(tǒng)短路容量增大后，假若同樣在10kV線路3KM處三相短路，流過高壓側(cè)電流互感器故障電流約410A，短路電流倍數(shù)為5.5倍，作為1.0級的電流互感器在負(fù)載為1.0歐時極易進(jìn)入飽和狀態(tài)，不能正常傳變電流，而低壓側(cè)短路電流倍數(shù)為6.8倍，負(fù)載僅0.2歐，CT能正常傳變電流不致于飽和，因此產(chǎn)生較大的不平衡電流，造成差動保護(hù)動作。

　　4．6電流互感器接線的處理

　　問題分析確認(rèn)后，我們將開關(guān)內(nèi)電流互感器把差動保護(hù)用的3K1-3K2接線端子改接在D級上，按銘牌進(jìn)行改接后，端子排二次接線沒發(fā)生變化，這樣差動保護(hù)就改為真實的D級繞組。

　　4．7防范措施

　　用于差動保護(hù)的電流互感器，應(yīng)保證在變壓器正常負(fù)荷和差動保護(hù)范圍以外發(fā)生短路時，電流互感器變比誤差、角誤差都要符合要求，要按最大短路電流校核10%誤差，使流進(jìn)保護(hù)的差電流近似為零。但實際上甚至選用相同型號的電流互感器，其特性曲線也總是存在某種程度的差異。這是由于鋼導(dǎo)磁體特性不同及裝配的情況不同所致。因此，使導(dǎo)磁體的磁阻改變，并使勵磁電流改變，這就出現(xiàn)了電流互感器的電流比誤差和角誤差。選用不同型號不同容量的電流互感器，在二次負(fù)載和磁飽和程度不同時，對電流互感器誤差影響更大。

　　差動保護(hù)應(yīng)選用電流互感器的準(zhǔn)確等級為D級（具有較大的鐵芯截面），其變比要按最大短路電流校核，二次負(fù)載要按電流互感器10%誤差曲線選擇，若變比較小，可將兩只串聯(lián)使用。串聯(lián)時，變比不變，每個線圈通過全部二次電流，可以增大電流互感器的輸出容量。電流互感器在投入運行前，應(yīng)作極性和伏安特性變比試驗，變比誤差不超過10%，角誤差不超過7度，并嚴(yán)格按10%誤差特性條件進(jìn)行校驗。

　　結(jié)合網(wǎng)絡(luò)短路容量增大，對網(wǎng)絡(luò)所有差動保護(hù)電流互感器進(jìn)行了全面校核，發(fā)現(xiàn)有三個站的差動電流互感器短路倍數(shù)增大較大，雖然差動保護(hù)接D級沒有接線錯誤，還沒有導(dǎo)致誤動，但為了減小差動保護(hù)穩(wěn)態(tài)和暫態(tài)的不平衡電流，還是更換了截面較大的二次電纜，減小了二次負(fù)載。經(jīng)過近一年的運行，35kV智華站同樣是10kV線路故障，并且速斷保護(hù)動作跳閘，再未發(fā)生主變差動保護(hù)誤動作。

　　5、故障結(jié)論

　　智華站主變差動保護(hù)裝置誤動，是由于系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)生變化，短路容量增大較多，35kV側(cè)差動保護(hù)所用的六氟化硫斷路器內(nèi)附電流互感器的精度等級由廠家接線錯誤，等級選擇不當(dāng)，當(dāng)外部故障短路電流較大時，高壓側(cè)電流互感器已不滿足10%誤差曲線，不能正常傳變一次電流，出現(xiàn)不平衡電流，引起差動保護(hù)誤動作。在故障查找中，不要輕易相信廠家的銘牌數(shù)據(jù)，要眼見為實，以實驗方法得出正確接線，相信廠家也有接線錯誤的可能。在出現(xiàn)故障后要盡量收集設(shè)備參數(shù)的變化，要多留意網(wǎng)絡(luò)發(fā)生的變化，系統(tǒng)的短路容量變化后對保護(hù)的影響。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)短路容量發(fā)生變化后，要高度重視校核電流互感器的10%誤差工作，防止因電流互感器飽和導(dǎo)致差動保護(hù)誤動作。