提高主变送电差动保护极性校核一次性成功率的建议

左鹏 向霞

摘 要：变压器是变电站重要的输变电设备，其运行情况直接关系到本身的安危和系统的稳定。变压器差动保护作为变压器的主保护，其正确投入可以提高变压器保护的可靠性和安全运行水平。优化运用极性校核方法，提高变压器差动保护极性校核一次性成功率，不仅可以降低调度、运维人员在调度指令、倒闸操作环节出错的几率，还能够避免因频繁的改变电网正常运行方式带来的系统波动和运行风险，对降低运维人员倒闸操作的强度和降低电网运行风险具有积极的效益。

关键词：变压器；差动保护；极性；校核；成功率

中图分类号：TM772 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2015）24-0108-02

1 差动保护简介及极性校验的必要性

差动保护是利用基尔霍夫电流定理工作的，当变压器正常工作或区外故障时，将其看作理想变压器，则流入变压器的电流和流出电流（折算后的电流）相等，差动继电器不动作。当变压器内部故障时，两侧（或三侧）向故障点提供短路电流，差动保护感受到的二次电流的和正比于故障点电流，差动继电器动作。

差动保护作为变压器的主保护，是通过比较变压器高低压侧电流的差流值而动作，其对电流互感器的极性有着严格的配置要求。若电流互感器的极性配置错误将造成差动保护装置误动或拒动。若拒动将造成越级跳闸或导致变压器烧毁事故发生，误动将会对电网造成巨大危害，甚至会导致局部电网崩溃的严重后果。因此，对新投运、大修、更换差动保护装置的变压器在投入运行之前必须要进行电流互感器二次接线检查，对其极性进行校验，确保正确后才能投入使用，并作为送电投运前的重要环节来验收。

2 差动保护极性校核方法

有关文献提出几种在实际生产中得到应用的可行的校核极性方法，有一次通流校核主变差动保护极性、带负荷校核主变差动保护极性、利用变压器环流校核差动保护极性等。

2.1 一次通流校核主变差动保护极性

一次通流校核主变差动保护极性也可称为外施电源法。其原理是将人为的施加一次电流，模拟电流从高压侧流入，低压侧流出的能量流转方式，校核差动保护极性，在实际应用中也有低压侧三相短接和高低压侧同名相短接等不同方式。该方法操作及使用条件简单，但受外施电源容量限制，通入电流较小，不能全面检查电流互感器特性及二次回路接线中可能存在的问题，需在主变投运送电时进行进一步的极性校核。

2.2 带负荷校核主变差动保护极性

带负荷校核主变差动保护极性是最常规有效的校核方法。不管差动保护电流回路在投运前经过多少道工序检查，都要通过带负荷测试才能最终验证其正确性。在实现途径上根据所带负荷的不同，可分为容性负载和感性负载，前者主要通过投退电容器，后者则需改变电网系统运行方式。由于投运之前的测试大都是在各侧分别进行，不能直接比较各侧电流之间的相位关系，所以在带负荷测试时会发现各种接线错误，需将变压器停下来进行电流互感器二次接线整改，然后再将变压器带上负荷重新进行带负荷测试，直至最终测试正确。在整个过程中需要进行大量的倒闸操作，以满足测试和电流互感器二次接线整改的需求。

2.3 利用变压器环流校核差动保护极性

利用变压器环流校核差动保护极性使用于新建变电站有2台及以上变压器在无负荷或负荷不满足测试要求（二次侧电流大于20 mA），如三圈变压器高低压侧可通过电容器作为负荷进行校验，但中压侧出线一般无负荷，此时可利用变压器差压环流进行试验，通过调节变压器档位差产生循环电流的方法进行测试。一般变压器并列运行的前提条件要求变比相同、连接组别相同及短路阻抗和阻抗角相同，除严格要求变压器连接组别相同外，其它两个条件允许稍有变化。利用变压器环流校核差动保护极性就是在变压器变比不同时并列运行产生环流进行测试。

上述方法各有优点及其应用条件，但单一的运用其中一种方法并不足以提高变压器极性校验一次性成功的概率，对减轻运维人员倒闸操作的强度和减低电网因改变运行方式的风险。如何优化运用上述方法，提高变压器极性校验一次性成功率？

3 提高差动保护极性一次性成功率的建议

一般变压器保护极性的校验流程是运维人员依据调度指令，退出待校核变压器的差动保护，同时改变电网运行方式，使其带负荷运行，由继保人员进行检查试验，判断保护极性是否正确，在校核过程中发现差动保护极性不对，则需要再次改变运行方式和设备运行状态，具备让检修人员调整电流互感器二次接线的条件，待检修人员调整接线后，需再次校核直至正确，整个过程漫长繁复，不仅增加了运维人员倒闸操作的强度，提高了运行方式变更引起的电网安全经济运行的风险。以一台两圈主变送电为例，其需要加用非电量和电气保护，经过三次冲击试验等等，整个流程最少需要1 h，在本体冲击送电后，一般需退出主变的差动保护，进行带负荷极性校验，如若极性正确，在2～3 h内基本可以完成整个冲击送电工作，一旦极性校核不正确，则需依据调度指令改变电网运行方式，改变设备运行状态，对电流互感器二次接线进行调整，这样一次冲击送电一般也会耗时8 h以上，影响了设备投运进度，增加了运维人员的倒闸操作次数，也增加了调度指令和执行过程中出现错误的几率。

优化运用极性校核方法，将大大的提高变压器保护极性校验的一次性成功率。带负荷校核主变差动保护极性和利用变压器环流校核差动保护极性其基本原理相同，都是变压器送电通过带负荷或产生差流，都要求变压器在投运过程中进行校核。而一次通流校核主变差动保护极性方法的操作使用条件简单，可以在变压器投运之前进行校核，此方法不论是新建或扩建变电站，都能在施工调试阶段进行对变压器进行诊断性校核，对间隔系统的极性初判，在发现变压器极性不对时，能及时调整电流互感器的二次接线，对保证施工进度，确保变压器顺利送电有很大的促进作用。但只使用该方法校核变压器的差动保护极性结果并不能保证完全正确，由于该方法使用的是外施电源，受电源容量限制，通入电流较小，不能全面检查电流互感器特性及二次回路接线中可能存在的问题，因此在变压器送电运行后，还应通过带负荷或利用变压器环流校核差动保护极性进一步来验证变压器差动保护极性的正确性。因此，作为设备的运行维护管理者，应要求施工方在施工调试阶段就进行主变差动保护极性的诊断性校验，并将诊断性试验报告作为施工资料与送电投运阶段保护极性复核试验报告一并移交运维管理方存档。

优化运用极性校核方法，提高变压器差动保护极性校核一次性成功率，不仅可以降低调度、运维人员在调度指令、倒闸操作环节出错的几率，还能够避免因频繁的改变电网正常运行方式带来的系统波动和运行风险，对降低运维人员倒闸操作的强度和降低电网运行风险具有积极的意义。

4 结 语

变压器是电网运行的主要一次设备，变压器差动保护又是变压器的主保护，其正确投入可以提高变压器保护的可靠性和安全运行水平。提高变压器投运时差动保护极性一次性成功的概率，极大地减轻了运维人员倒闸操作的工作量和操作风险，同时对维护电网的安全经济稳定运性也有积极的作用。

参考文献：

[1] 卢迪勇.主变一次通流校验电流互感器二次极性[J].变压器，2012，（3）.

[2] 吴绍武.新投运变压器差动保护问题分析及带负荷测试方案改进[J].中国高新技术企业，2010，（13）.

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