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主变差动保护误动作原因分析 (包头供电局 修试所，内蒙古 包头 014030) 摘 要：文章分析了 包头供电局 110kV 和平变电站 2 号主变空投时差动保护装置动作的主要原因，提出了整改 措施 及应吸取的教训，避免同类事故的发生。 关键词：变压器；差动保护；励磁涌流；误动 中图分类号：TM772 文献标识码：A 文章编号： 10076921(XX)04006901 差动保护是变压器的主保护。大型变压器差动保护的 拒动或误动，均会造成很大的经济损失 ，影响变压器差动 保护动作可靠性的因素很多，空投变压器时的励磁涌流就 是造成差动保护 误动作的原因之一。 XX 年 4 月 6 日和平变 2 号主变系列设备预试，工作完 毕。运行人员于 19：45 和平变 2#主变 送电，空载合 152 断路器时，差动保护装置动作跳闸。 1 和平变电站的运行方式 和平变进线电源由昆河变送出 T 接至和平变 111 断路 器，111 断路器上 110kV I 母，通过 110 断路器送到 110kV II 母带 2#主变运行。电气一次设备联络如图 1。 740)this.width=740“ border=undefined 2 事故经过 XX 年 4 月 6 日和平变 2 号主变系列设备春查预试，工 作结束后运行人员于当日 19：45 进行和 平变 2#主变送电 操作，空载合 152 断路器时，差动保护动作跳闸。保护动 作后，现场检修人 员与运行人员对差动保护范围内的一次 设备及二次回路、差动保护装置进行检查无异常。再 次试 送 2#主变，当合 152 断路器时差动保护再次动作跳闸。 3 动作原因分析 3.1 事故原因调查 检查差动保护范围内的一次设备、二次回路及差动保 护装置均正常。 对 2 号主变进行了铁芯绝缘、高低压直阻、绝缘电阻 试验和油色谱分析试验，各项试 验结果合格。 根据昆河变河钢线故障录波分析，造成和平变主变空 载送电不成功的原因为差动保护装置躲 不过主变的励磁涌 流所致。 3.2 励磁涌流产生的原因和特点 变压器的高、低压侧是通过电磁联系的，故仅在电源 的一侧存励磁电流。在变压器空载 投入电源或外部故障切 除后电压恢复过程中，会出现励磁涌流。特别是在电压为 零时刻合闸 时，变压器铁芯中的磁通急剧增大，使铁芯瞬 间饱和，这时出现数值很大的冲击励磁电流，通常称为励 磁涌流。 图 2 所示为和平变变压器空载合闸时的励磁涌流的波 形图。由图可见，励磁涌流中含有 大量的非周期分量与高 次谐波，因此励磁涌流已不是正弦波，且可能在最初瞬间 完全偏于时 间轴的一侧。励磁涌流的大小和衰减速度，与 合闸瞬间外加电压的相位、铁芯中剩磁的大小 和方向、电 源容量、变压器的容量及铁芯材料等因素有关。对于三相 变压器，无论任何瞬间 合闸，至少有两相会出现不同程度 的励磁涌流。在最初几个周期内，励磁涌流的波形是间断 的。 740)this.width=740“ border=undefined 励磁涌流的大小可达到额定电流的 510 倍，与短路 电流相似，在变压器差动保护中，如不 采取措施消除励磁 涌流的影响，必将导保护的误动作。防止励磁涌流误动， 主要用短路电流 和 励磁涌流波形的差别来躲过励磁涌流。 如用二次谐波制动的差动保护、用间断角闭锁原理的 差动 保护，以及用判别波形畸变识别涌流的差动保护。 3.3 误动原因分析 和平变差动保护装置使用的是东方电子生产的 DF3330 型差动保护，XX 年 4 月投入运行 。DF3330 保护装置二次 谐波闭锁的原理是采用三相差动电流中二次谐波与基波的 比值作为励 磁涌流闭锁的判据，采用或门闭锁方式，即三 相差流中某相判为励磁涌流，闭锁比率差动保 护。其制动 关系如下： MaxKXB 式中：Icda2、Icdb2、Icdc2 三相的差动二次谐 波差动电流； Icda1、Icdb1、Icdc1 三相的基波差动电流。 三相电流中总有一相的二次谐波电流含量超过 20%，一 般选取 15%20%的比值便可以很好 地闭锁差动保护。因此 选取三相中最大相电流来作为制动条件，就可以保证变压 器空投或故 障切除后恢复供电时可靠闭锁差动保护装置。 和平变 2 号主变差动保护两次误动时的动作数据如下： 第一次：Ida=3.52A Idb=6.77AIdc=4.9A Iza=1.44A Izb=3.36AIzc=2.45A I2a=1.95A I2b=1.4AI2c=2.47A 第二次：Ida=3.57A Idb=6.33A Idc=4.3A Iza=1.77A Izb=3.18A Izc=2.16A I2a=2.00A I2b=1.38A I2c=2.34A 从以上二次数据分析，二次谐波制动电流二次数据均 大于基波电流的 20%，按装置原理应能 闭锁差动保护，躲 过主变空载合闸时的励磁涌流，初步判断差动保护装置躲 励磁涌流能力差 。对保护装置进一步进行通电校验。校验 中发现，二次谐波制动在 23%才能制动，而在 20%、 21%、22%制动电流下，装置均不制动。 通过以上分析校验，确定保护装置二次谐波制动存在 较大误差，制动性能差是造成本次空投 变压器，差动保护 动作的主要原因。 3.4 整改措施 更换差动保护装置。按照新投运设备的要求，对保护 装置做全面细致的检查传动，保 证保护装置的各项功能正 确。传动正确后，经过多次空投试验，差动保护均未动作。 春查预试中保护校验不全面，存在缺项、漏项现象， 造成刚校验完的设备存在问题， 使保护装置不能投入运行， 对用户晚送电，社会影响极大。今后在春查预试中要严格 按照检 验规程逐条逐项做，避免类似事故的发生。 该保护装