变压器差动保护误动分析及处理措施

一、事故现象
2008年5月6日10时30分和7月5日14时20分，因10kV线路雷击事故速断保护动作，重合闸自动重合时（永久性事故）引起南2#主变差动保护动作跳三侧开关；2009年4月5日12时10分10kV线路速断保护动作，同时主变三侧开关跳闸。
二、差动保护动作原理
电力变压器纵差保护是6300kVA及以上主变内部故障的主保护，主要用来反映各种短路故障，动作于瞬间断开变压器的各侧断路器。在变压器两侧各装设用于纵差保护的TA，TA二次按循环电流法接线。纵差保护中线圈“T”接在纵差TA二次回路的循环回路间，流过变压器两侧TA二次电流之差。
变压器正常带负荷运行时，由于两侧TA流进差动线圈中的电流大小相等，方向相反，总电流极小（仅为不平衡电流）差动继电器不动作。当变压器内部故障时，变压器两侧TA二次电流一侧突然增大，另一侧为零，差动线圈中的电流突然增大为故障电流，纵差保护动作跳开两侧断路器。
对于最常用的Y/Δ—11接线组别的三相电力变压器，其两侧一次电流相位差为30°，如果两侧纵差TA二次都接成Y形，则即使两侧纵差TA二次电流相等，但由于两侧电流存在相位差也将在差动线圈中产生较大的不平衡电流。为消除纵差保护两侧TA在正常运行中的因变压器Y/Δ—11接线而造成的相位差，常采用相位补偿的办法来消除。常见接线见下图：

然而在微机保护中，由于软件计算的灵活性允许变压器各侧TA二次都接成Y型，在进行差动计算时由软件对变压器Y侧电流进行相位校准。
三、原因分析
根据值班记录记载，南2#主变差动保护误动作时，其保护范围内均未发现异常情况，且都是由于10kV线路近距离故障造成。同时，当投入主变后，测量差动继电器中有较大的不平衡电流流过，但未超过继电器的整定值，当有外部短路故障或很大的冲击电流时，就会致使流过继电器中不平衡电流超过整定值，引起主变差动保护动作，因此初步判断，该保护动作属于误动。
根据这一情况，决定在负荷大时对变压器二次电流进行测试，2009年8月份，该变压器所带35KV贾化线准备增负荷至23000KW，考虑到南2#主变三侧差流可能较大，因此决定对其进行测试。该主变型号是SFSZ10-40000/110KVA，额定电压（110±8）*1.25%（38.5±2）*2.5%/10.5KV。　
考虑南2#主变是2007年4月才投运的新变压器，变压器本身没有问题。于是带领有关人员到现场测试，因为变压器各侧电流互感器二次均采用星形接线，二次电流直接接入保护装置，各侧电流互感器极性都以指向变压器为同极性端。我们现场对电流互感器极性进行了检查、二次回路接线检查、差动回路测六角图等都没有发现问题，考虑是不是保护定值计算有误。因为110KV南街变电站保护定值是市局下达的，我们按照下达数据进行了输入，没有特别重视复核保护定值问题，虽然许继WBH-812/R2差动保护由软件自动校正变压器各侧二次电流的相位差。但输入的平衡系数有误的话，同样会使主变差流很大。中低压侧平衡系数的计算均以高压侧二次电流为基准，计算公式为：（1）高压侧平衡系数KPH=IHN/IHN（2）中压侧平衡系数KPM=IHN/IMN（3）低压侧平衡系数KPL=IHN/ILN式中：IHN、IMN、ILN分别为在给定的电流互感器变比下，高、中、低压侧二次额定电流值。取高压侧电流为基准电流IHN=3.499A由式（1）、（2）、（3）和贾主变技术参数，可以求得：KPH=1、KPM=0.933、KPL=0.95，而原平衡系数是：KPH=1、KPM=1.07、KPL=1.05，从而发现保护定值计算人员误整定了南2#主变三侧的平衡系数。
保护定值计算人员在进行电流幅值平衡补偿时，分别将高、中、低压侧二次相电流与相应的平衡系数除反了。得出了错误的系数。当保护定值单送达现场后，工作人员就按定值单所给的值整定。在这里，工作人员忘记了变压器差动保护除了要对二次电流相位校正外，还要进行幅值平衡补偿这一基本原理，忽略用保护校验仪准确校验平衡系数。造成了南2#变压器投入运行时三侧差流增大，虽然软件自动校正变压器各侧二次电流的相位差。但平衡系数有误，各侧电流幅值也得不到有效。
至此，南2#主变差流过大找出原因，之后通知检修公司保护人员，重新修改了主变差动平衡系数，再测三侧差流，为0.18，0.18，0.17，差动回路运行正常了，因此避免了一次重大的环网跳闸事故，为化肥厂避免了一次价值几十万元的经济损失。
五、结论
差动保护是电力变压器的主保护，对保证变压器安全运行起着极其重要的作用。为提高差动保护正确动作率，除选好保护设备外，还需做好整定计算、现场安装调试等一系列技术和管理工作，如果这些工作稍有疏忽，就可能造成差动保护误动或拒动。
（1）不平衡系数计算错误致使主变差动继电器流过的不平衡电流大于保护的动作值，是造成保护误动的直接原因。
（2）现场施工人员不能一味追求在施工中熟悉保护装置的基本原理，忽略保护试验这一重要环节，不能只考虑开关能跳闸就行，而不考虑其它参数，而平衡系数恰恰是决定着差动保护是否能正确动作的关键。

(3)在数字式变压器差动保护定值选取和计算时，要特别注意各侧电流互感器二次接线方式，只有在各侧电流互感器均为星形接线且都以指向变压器为同极性端的情况下，才能根据变压器的接线组别选取KMD值和计算平衡系数，当其中某个条件改变后，这些整定值要做相应的调整。
(4)保护装置生产厂家编写的技术（使用）说明书，应当把装置对二次回路接线要求，变压器接线型式KMD取值方法，平衡系数计算公式之间的相互关系叙述得更为详细，避免保护计算人员误整定平衡系数。
[参考文献]
[1]杨新民.电力系统微机保护培训教材.
[2]黄益庄.变电站综合自动化技术.
（作者单位：临颍县电业局）