．1 3 4 ． 2 0 0 8 巾囡电力系统保护与控制学术研讨会纶文集 变压器差动保护误动原因综合分析及防误动措施 魏莉1 ，郑涛2 ，王国功1 ，高雯1 ( 1 ．固原供电局，宁夏固原7 5 6 0 0 0 ；2 ．华北电力大学，北京1 0 2 2 0 6 ) 摘要：本文简要分析了在区外故障过程中、区外故障切除后电压恢复过程中，因C T 饱和、和应涌流的注入，导致比率制动 和涌流闭锁措施均失败而造成变差误动的典型事例；并列举因二次回路故障、定值设置错误等人为因素造成的变差误动事例， 揭示误动机理：指出应从c T 选择、变电站运行方式适当改变，差动保护软件抗饱和设计，现场继电保护从业人员责任心和 技术水平的提高，现场安全措施及危险点分析予控等方面防止变差保护误动作的措施 关键阋：差动保护；C T 饱和；和应涌流；误动作； 防范措施 0 引言 变压器差动保护近端区外故障时，很大的短路电 流非尉朗分量常造成近故障点侧电流互感器饱和致 使一次电流不能全部传变到二次，造J J 梵差同路不甲衡 电流增大；由于C T 饱和，制动电流往往不如期望值那 样足够大，不能有效制动，造成误动作 区外故障切除电压恢复过程中，因和应励磁涌流 与负荷电流的共同作用，使总电流中二次谐波比例降 低，导致二次谐波闭锁失败，造成差动误动。
还有因 二次【叫路误碰、定值计算错误等原囚引发的差动误动， 迫使我们有必要对各种误动现象进行分析总结，提m 有效的防止措施，确保变压器安全可靠运行 1 变压器差动保护误动原因简要分析 1 ．1 区外故障时C T 饱和引起差动误动 误动事例之一 ．某年7 月2 日，7 时0 8 分5 2 秒，某2 2 0 k V 站3 5 k v I 段发生接地，7 时1 5 分3 6 秒6 7 4 毫秒，线路L l 开 关柜内部卜方B 相C T 炸裂，柜内3 5 k V 母线处有明显 烧伤痕迹此时，l # 主变差动保护( 保护型号：P S T I2 0 0 型，二次谐波制动原理，南白厂) 动作，．三侧断路器 跳闸另—套波形对称原理差动保护未动作系统接 基金项目：国家自然科孝基金资助项目( 5 0 6 0 7 0 0 6 ) 线方式见图l 图1 系统接线图 F 噜．1C o n n e c t i n gd i a g r a mo f t h es y s t e m 依据故障动作报告所作出的差动保护动作特性如 图2 所示，由故障报告知： 差动电流：I 产5 ．1 9 8 A ，I 产O ．1 5 5 A ，I 。
c _ 5 ．4 2 5 A 制动电流：I ．；, - - 6 ．0 8 8 A ，I ．, - - 8 ．0 8 4 A ，I 6 ．5 2 2 A 二次谐波电流：I 却．8 0 5 A ，D = 0 ．0 1 7 A ，I , c z = 0 ．5 3 5 A 三相差流中二次谐波含量均未达到2 0 ％( 定值为 2 0 ％) ，差动保护开放，出口跳开主变三侧开关 图2 差动保护比率制动特性图 F i g ．2 R a t i or e s t r a i n tc h a r a c t m i s t i co f d i f f e r e n t i a lp r o t e c t i o n 因为C T 浅饱和情况下二次谐波含量比较大，深度 ．1 3 6 ．2 0 0 8 中国电力系统保护与控制学术研讨会论文集 型变压器差动保护，差动保护两侧c T 均采用Y 接线 差动保护在一1 0 k V 馈线近区相问故障时误动，跳 开两侧断路器 确认为区外故障误动后，将变压器投入运行，检 查发现正常运行时差同路存在较大的不平衡电流，在 排除c r 接线、极陛等因素之外，发现定值项中低压 侧平衡系数为o ．8 ，检查分析后改为o ．8 。
√i = 1 - 3 8 时， 差流明显减小，接近于0 这是一次因整定人员误整定而导致的差动保护误 动事例该保护困软件内部已经补偿相位和幅值，高 压侧C T 二次电流仍然按三角形接线考虑了接线系数 K c o ．= 4 3 ，由于投运时间紧迫，整定人员没有仔细 阅读说明书，凭印象工作，导致平衡系数计算错误 投运后保护人员也没有按照规定检查差流的大小，两 重失误导致了此次差动误动 2 ．防止变压器差动保护误动作措施 从保护装置软件设计、运行现场所采取的措施两 方面来防止误动的发生 2 ．1 变压器差动保护装置抗C T 饱和措施 2 ．1 ．1 同步识别法( 时差法) 识别c T 饱和 在故障起始阶段，差动电流滞后于故障电流的出 现，两者存在时差，为“同步识别” 在故章之中，电流过零时，c T 会退出饱和，此时 差动电流接近为0 ，差流不完整，存在间断 许继W B H 一8 0 1 A ／P 装置利用．I j 盔膊个特点来提高 差动抗C T 饱和能力采用同步识别法判晰变压器区外 故障后，如果再判出差流不完整，存在问断，则采用 “虚拟制动量”的C T 饱和识别专利技术来选择闭锁 差动保护采用虚拟制动量的c T 饱和识别技术后，在 区外故障c T 饱和时，如果电流波形J 下常的时间> 2 ．5 m s ，W B H ．8 0 1 A ／P 差动保护町靠不误动。
2 ．1 ．2 小波识别法抗C T 饱和原理简介 “小波识别法”作为一种现代信号处理的方法， 具有多尺度分析和良好的时频局部化特性，可以准确 地捕捉突变信号特征，对奇异点进行准确分析定位 当变差保护区外发生故障时，利用母线电压突变量， 在小波分解的第二尺度上就可确定故障发生时刻，并 根据“时差法”判断C T 饱和，能眵有效地防止区外短 路时因C T 饱和引起的差动误动该算法理论上不受最 低采样率的影响，对采样率没有过高要求，但是小波 判据是一种波形判据，采样率过低可能导致丢失或降 低突发时特征信号的奇异性，灵敏度就会下降甚至误 判 可见，“时差法”在c r 饱和判别中很具广泛性、’ 实用性 另外，还有采用带固定门槛的白适应两折线比率 差动元件( D S A 3 系列) ，带浮动门槛的自适应比率制 动差动保护( 如南瑞产品) 在系统中大量运行，这些 保护装置各有所长，在电力系统中忠实的守护着变压 器的安全 2 ．2 电力生产运行现场防止主变差动误动作对策的总 结 2 ．2 ．1C T 的选择 c T 选择是最关踺环节，是日J ^ 以治本的措施应根 据电压等级、使用场所按照规定标准对c T 合理优选。
选择伏安特性高、变比适度较高的差动保护专用C T 以增强C T 抗饱和能力，为保护传变真实的电流，从根 本上防止饱和，特别要求变压器各侧c T 应具有—致的 误差方向 互感器可按稳态短路条件计算选择，为减轻可能 发生的暂态饱和影响宜具有适当的暂态系数考虑保 护双重化配置，优先选用低涌流的贯穿式C T 3 3 0 k V 及以上宜采用误差限制系数和饱和电压较高的T P Y 型C T 2 2 0 k V 系统优先采用T P Y 型C T ；采用P 级c T 暂态系数不宜低于2 ；1 1 0 k V 系统宜采用P 类C T 各 侧C ，l ’变比，不宜使差动平衡系数大于1 0 将来会更多采用抗暂态饱和的光电流变换c T 如采用磁—光效应、空心线圈或带铁心线圈等低电甲 输出的电子式c T 已运行的各类差动保护c T 应复核变比、极性、直 阻、伏安特性等数据对二次负载进行1 0 ％误差及综 合误差计算分析，不符合要求的及时调整变比或更换 2 0 0 8 巾固电力系统保护与控制学术研讨会论文集 一1 3 7 2 ．2 ．2 变电站运行方式的适当调整 5 0 0 k V 与2 2 0 k V 电网之间，2 2 0 k V 与ll O k V 及以下 电网之间不宜构成电磁环网。
近年来，发生了多起因和应涌流引起变差误动事 故，在区外故障切除及重合过程中的误动，和应涌流 的反作用力凸现，越来越引起关注 和应涌流是当电网中投入一台变压器时，在相邻 的并联或级联运行变压器中产生并通过电磁同路耦合 传递给故障点的，在合闸变压器涌流持续一段时间后 才产生，该涌流波形特征不明旺且持续时间很长，容 易导致闭锁环节失效，造成误动关注和席涌流影响， 并提出相应的防范措施 从前面列举的误动事例看到，区外故障切除过程 中、重合闸过程中变压器差动的误动，均存在2 2 0 k V 电网与ll O k V 电网之间因主变并列而形成强磁环网 发牛差动误动的变压器与其他变压器在高中压侧均并 列运行，两侧或多侧宵电源，于是在重合过程中产生 了和应涌流，同激磁涌流一样，只流过变压器—侧， 全部流入差动心路，非周期分量长期作用引起的c T 局部暂态饱和以及差流中二次谐波含量降低是造成差 动保护误动的主要原因 依照规程，选择合理的、有利于继电保护正常发 挥作用的运行方式，改变不利于继电保护工作性能的 运行方式例如2 2 0 k V 变堰器应改变中、低压侧并联 的运行方式，采用多台分列运行；合理分配负荷；尽 可能地减小变压器中、低压侧敝障时流过该侧c T 的短 路电流，降低C T 饱和程度。
改变运行方式可以从根本上防止中、低压侧c T 饱和引起的主变差动误动因为在强大的电磁环} c ) 9 结 构所形成的短路电" 5 t 2 _ 下，c T 铁心抗饱和能力以及保 护装置自身抗饱和能力都略显微薄 任何一种运行方式都有利弊，当采用了分列运行 之后，带来的供电可靠性问题，考虑由备白投装置来 完成补救措施 2 ．2 ．3 提高差动保护动作门槛定值，适度减小二次谐 波制动比 差动最小动作定值按> t o ．5 I n ( I n 变压器二次额 定电流) ，定值无需太小二次、五次谐波闭锁和波形 对称判别技术仍是目前保护装置广泛应用的行之有效 的涌流闭锁描施二次谐波制动比下调为1 3 ％～1 5 ％， 利用5 次空投：班器的机会检验可行度，不影响区内 故障时保护的灵敏性，区内故障时差流大得多，二次 谐波比例相对较小，不会降1 氐保护灵敏度 实践证明，在涌流判别闭锁措施上，波形对称原 理优于二次谐波制动原理 2 ．2 ．4 人为因素的杜绝和防止 增强现场继电保护从业人员工作责任心，加强和 提高从业人员的业务技术水平整定计算人员应当有 足够的时间，仔细阅读保护装置技术说明书，不得出 现丝毫马虎和懈怠心理。
现场施工人员从开始安装到 设备投运期间，应当给予整定计算人员足够的定值计 算时问继保检修维护人员正确使用现场作业指导书， 继电保护安全措施票，危险点分析了控等安全保障措 施，确保工作中万无一失杜绝因人为因素造成误动 作的发生 3 结束语 在防止变压器差动误动措施方面，继电保护装置 的程序软件应在涌流闭锁措施、抗C T 饱和措施的优选改 进方面着力提高防差动防误动性能；生产运行现场则应 当从C T 选择、运行方式的适当改变、继电保护人员技术 水平的提高和责任心的进一步增强、危险点分析预控、 二次回路工作安全措施票、标准化作业指导书的改进等 方面，完善各项防治措施，从而提高差动正确动作率， 保证变压器可靠运行 参考文献 [ 1 ] 张雪松，何奔腾，变压器和应涌流对继电保护影响的分析， 中围电机J ：程报2 0 0 6 ，2 6 ( 1 4 ) ：1 2 _ 一1 7 [ 2 ] 《继电保护和安全自动装置技术规程》G B ／T 1 4 2 8 5 - —- 2 0 0 6 2 0 0 6 - 0 8 - 3 0 发布，2 0 0 6 - 1 1 - 0 1 实施中国标准出版社出版发 行 [ 3 ] 《国家电网公司十八项电网重大反事故措施》继电保护部分 ( t O n i ：) [ 4 ] 朱声石．《高压电网继电保护原理与技术》．中国电力出版 ．1 3 8 ．2 0 0 8r 卜固电力系统保护与摔制学术研讨会论文集 社．2 0 0 5 ．4 E 。