变电站变压器差动保护运行故障及防范对策

2020-12-23段旭陈崇任国网四川省电力公司检修公司

环球市场 2020年29期

段旭陈崇任国网四川省电力公司检修公司

一、引言

对于变电站来说，变压器运行是否可靠、稳定能够对整个变电站的运行产生直接性的影响，并且还会对电力系统运行的安全性构成影响。尽管随着科学技术发展水平的不断提高，在变压器差动保护之中对一些先进的技术进行了引进，但是依然有部分故障问题发生，从而对整个发电站的正常运行产生不利影响，严重的，还会致使安全事故的发生。所以，需要对变压器差动保护运行故障进行分析，研究并探讨故障的防范措施，从而使变电站运行的稳定性及其可靠性得以切实保证。

二、变电站变压器差动保护工作的原理及其作用

（一）变电站变压器差动保护工作原理

所谓变压器差动保护，就是将电流互感器、串入差动继电器安装于变压器的绕组之上，以此达到差动保护的目的。单相变压器的差动保护原理可参见图1，如果绕组其中一侧电流互感器母线侧的两个极性端子极性一致时，另两个端子的极性不一样并且连接在一起；如果母线侧的两个端子极性一致，那么对同一的极性进行应用来对二次侧进行连接，再将差动继电器工作线圈与电流互感器的二次侧端子实行并联连接。为了能够促使差动继电器的动作电流值设置具备科学性与合理性，通常来说，该值应该比故障电流值要低，这样在有故障的情况下，差动继电器产生相关动作并对电力变压器进行切断，从而促使变压器保护功能得以充分发挥出来。三相变压器中的差动保护对于电路与继电器也有着一定的保护作用，其工作原理基本等同于单相变压器。

（二）变压器差动保护的重要作用简述

我们所说的变压器差动保护，实际上就是在变压器产生故障的时候，能够对变压器中各侧的断路器进行自动化的切断，促使故障点得以切除。差动速断的定值主要是在最大运行方式的基础上，对所引起的电流不平衡的情况进行穿越，实现变压器保护的作用。

图1 单相变压器的差动保护原理图

三、变电站变压器差动保护运行存在的故障

（一）新建变电站变压器差动保护存在的误动问题

1.因整定值不科学而引发的误动问题

通常来说，对差动速断定值与比率差动定值进行科学且精确设置，对于变压器差动保护来说有着十分重要的作用，当然，如果对上述两类数值的设置缺乏科学性与合理性，则会增加误动问题发生可能性。在非电力系统之中，在设置保护定值的时通常凭借以往经验进行，这种情况下极易致使变压器产生误跳。比率差动定值在整个变压器差动保护之中通常对一些小故障进行应对，在有小故障发生的时候，在此定值作用之下，会在很大程度上促使变压器的灵敏度得以提升，从而对各侧的断路器进行一定的保护。通常在额定情况下，采取计算的方式来获取差动电流与制定电流，然而，实际上，在变压器运行期间误动情况的发生与差电流也有着一定的关系。这主要是因为对于二次电流互感器来说，其接线方式的选择缺乏合理性，存在极大的问题，所以，为了能够促使差动保护得以切实强化，应该对二次电流互感器的接线方式进行正确且合理的选择，从而使高低压侧的电流能够维持平衡[2]。

2.接线错误造成的误动

现阶段，变电站变压器应对有关软件进行借助来实现差动保护，所以，在计算有关定值的时候，差动电流情况难免会有所产生。举例来说，在变压器之中，某个电流互感器有问题存在或顺序混乱的情况下就会有差动电流产生，而对于变压器而言，误动就是最为直接的影响。该问题的发生可归咎于电流互感器之中的接地线的连接未与有关规定及标准相结合来进行，这会增加误动问题产生的可能性。所以，为了对因接线存在的问题而产生的误动故障进行解决，应重新组网，与相关规范及标准相结合来科学合理设置电流互感器的二次回路接地网。对于变电站中的接地网点来说，是难以避免不对等问题发生的，如果有短路故障产生的话，由于存在的电位差而在接地网中流入电流，从而引发误动故障。

（二）变电站运行期间差动保护误动分析

笔者主要与以往的工作经验相结合，对误动现象发生的原因进行了总结，主要是由于暂态饱和属于电流互感器的一个重要特点，这会在很大程度上致使差动保护误动现象发生的可能性增加。所谓电流互感器饱和实际上就是变压器铁芯中的磁通达到了饱和的状态，一般来说，电流互感器有两种类型，即TP 类与P 类。前者主要是要求变压器在稳态以及暂态的情况下不饱和，后者主要是要求在稳定的状态下不饱和。在对P类电流互感器进行应用的时候，若外部有一定的故障存在，则在切除外部故障期间，会增加差动保护误动现象发生的可能。

（三）变电站设备更新改造期间产生的误动分析

在对电流互感器进行更新之后，变压器的各侧电流互感器与之前相比会产生不相配的问题，如此极易引发差动保护误动问题的发生。为了能够保证各侧电流互感器相配，应确保其能够对暂态保护的特点进行切实规避。但是，在变电站更新改造期间，通常会对该问题进行忽视，从而对P 类电流互感器进行了应用，如此在有外部故障存在的时候势必会引发差动保护误动问题。

四、防范对策

（一）对设备的选择问题给予足够的重视

实际上发电机与变压器一样，需要差动保护，能够促使发电机、变压器的稳定性得以切实保证。应确保电网能够提供质量更高的电力资源给用户，并使变压器运行环境的安全性得以保证。此外，在变压器实行差动保护期间，应严格区分好非故障差动保护与故障差动保护，在电力系统运行期间能够对故障发生的位置及其区域得以更加快速的确定出来，从而为相关工作人员更好地开展检修工作提供有力依据。为了能够切实避免产生差动保护误动现象，需要对其速动性进行不断提升，这样设备才能够在变压器有故障发生的时候，更加及时地做出相关的反应。

（二）对电流互感器进行不断优化

假如对P 类电流互感器进行应用的话，很有可能会有暂态饱和现象的发生，或者由于其他原因而造成误动问题。为了能够对因该问题而造成的差动保护误动问题得以有效的处理与解决，相关工作人员可以从以下两点着手进行：第一，对其他不同类型的电流互感器进行尽可能地应用，但需要保证设备具有抗暂态饱和的特点；第二，继电保护装置在整个变电站中占据着十分重要的作用，因此，科学合理的选择该设备是十分重要的。通过上述方式，能够进一步优化电流互感器，使其能够对差动保护误动问题进行有效规避[3]。

（三）科学合理的调整定值

为切实有效地解决并防范变压器差动保护误动问题，相关工作人员需要科学合理的调整定值，使其能够控制在最为合理的范围之内。而且，为了能够合理协调二次谐波制动系数、定值二者间的关系，在调整定值结束后，相关人员还需针对性调整二次谐波系数。同时，为了能够使工作开展的困难性得以有效降低，在对差动保护进行设计的初期阶段中，相关工作人员就需要分析各个细节问题，而这就对相关设计人员的专业技能、工作经验提出了更高的要求，从而使整体方案的有效性得以确保，并能够正确地指引具体的设计与使用。