變壓器保護(hù)差流越限告警分析＊

沈 竹，唐 明，許 偉

（湖州電力局，浙江 湖州313000）

0 引言

電力變壓器是電力系統(tǒng)的重要電氣設(shè)備，其安全運(yùn)行關(guān)系到整個電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行.由于變壓器發(fā)生故障時造成的影響很大，故應(yīng)加強(qiáng)其保護(hù)裝置的功能和可靠性.縱聯(lián)差動保護(hù)作為變壓器內(nèi)部各種故障的主保護(hù)，已得到廣泛應(yīng)用［1］.在變壓器差動保護(hù)中，差動啟動電流是保護(hù)動作的門檻值，極其重要.為了監(jiān)視保護(hù)各相差流，不致達(dá)到差動啟動電流值，目前的變壓器縱聯(lián)差動保護(hù)中都會引入“差流極限”告警這一功能.在微機(jī)變壓器差動保護(hù)報“差流越限”告警時，應(yīng)立即采取措施，及時進(jìn)行處理，以避免差流值繼續(xù)上升至保護(hù)差動啟動值，發(fā)生保護(hù)誤動的嚴(yán)重后果.

1 差流越限原因分析

1.1 差流越限缺陷現(xiàn)象

變電所變壓器差動保護(hù)裝置面板“報警”燈亮，且無法復(fù)歸.裝置顯示報文：差流越限，監(jiān)控后臺報“差動保護(hù)差流越限”.

1.2 差流越限分析

變壓器保護(hù)裝置運(yùn)行時有差流.故障原因主要有：裝置電流插件故障、模數(shù)變換插件VFC極壞、定值設(shè)置錯誤、運(yùn)行狀態(tài)引起、電流二次回路異常等.

對保護(hù)裝置背板電流輸入線用鉗形電流表進(jìn)行測試，若鉗形表顯示正常而保護(hù)裝置顯示不正常，則可以判斷為裝置內(nèi)部（交流變換插件、采樣模塊）故障；若鉗形表顯示不正常，則進(jìn)一步到端子箱處用鉗形表測試，電流顯示正常則可以判斷問題在二次回路上；若此處也不正常，則可以判斷問題在電流互感器本體故障或本體上的接線錯誤，并特別要注意電流大小和方向與變壓器的變比、接線組別、電流互感器的變比、接線和保護(hù)裝置的原理（轉(zhuǎn)角方式和平衡系數(shù)）［2］的關(guān)聯(lián).

差流越限告警定值設(shè)置是根據(jù)正常情況，監(jiān)視各相差流異常，當(dāng)某相差電流大于差流越限定值，并持續(xù)5～9秒（不同保護(hù)裝置略有不同），延時發(fā)出告警信號.其判據(jù)如下：

Idφ＞Kyx﹡Icd.

式中，Idφ為各相差動電流，Kyx為保護(hù)裝置差流越限系數(shù)，整定范圍一般在1／5～1／2，Icd為主變差動保護(hù)起動電流定值.而主變差動保護(hù)起動電流Icd應(yīng)按躲過正常額定負(fù)載時的最大不平衡電流整定［3］，其中已考慮各側(cè)電流互感器的比誤差、變壓器調(diào)壓引起的誤差、由于電流互感器變比未完全匹配產(chǎn)生的誤差等.

主變差動保護(hù)電流回路見圖1.

圖1 主變差動保護(hù)電流回路圖

由此可知，如果主變差動保護(hù)起動電流整定考慮不周或差流越限告警定值有誤，則保護(hù)裝置都會報“差動保護(hù)差流越限”.另一方面，由于差流越限告警定值小于主變差動保護(hù)起動電流值，因此當(dāng)運(yùn)行狀態(tài)改變后，特別是在某些特殊運(yùn)行方式下出現(xiàn)較大的不平衡電流時，保護(hù)差流越限電流定值就可能躲不過這一不平衡電流，此時也會報出告警.

2 處理方案及實例

2.1 保護(hù)裝置故障處理

首先使用鉗形電流表，檢查交流插件的輸入電流是否正常.查看保護(hù)裝置面板顯示各相電流大小，與鉗形表測量的輸入回路電流大小進(jìn)行比較，如各側(cè)電流輸入均正常，用鉗形表所得數(shù)據(jù)與保護(hù)裝置采樣數(shù)據(jù)比較，以確定交流采樣插件板好壞［4］.當(dāng)實際測出各側(cè)電流都有輸入，而LCD顯示有效值顯示某相缺無電流，可以確定保護(hù)裝置交流插件或模數(shù)變換插件損壞.

保護(hù)裝置電流插件故障的處理方案：如果不停電處理，則需要先停用變壓器保護(hù)，短接各側(cè)電流輸入并接地，再斷開裝置交流電流回路鏈連接片，分別更換好交流插件或模數(shù)變化插件后，加模擬量來調(diào)整刻度，同時觀察LCD顯示有效值是否與模擬量一致.① 若發(fā)現(xiàn)交流插件故障時，應(yīng)立即更換電流插件，更換時應(yīng)短接電流回路，防止電流回路開路.處理完畢后恢復(fù)保護(hù)裝置運(yùn)行.② 對于保護(hù)裝置采樣有CPU和DSP顯示的，如CPU和DSP顯示其中之一無，則檢查更換低通濾波插件.注意一點(diǎn)：更換時應(yīng)斷開直流電源空開，嚴(yán)禁帶電更換.

若未更換CPU插件，僅需做刻度及電流平衡試驗，否則按全校要求做好相關(guān)試驗.

2.2 定值設(shè)置錯誤或運(yùn)行狀態(tài)引起的處理

實例：某變電站＃1主變保護(hù)裝置三相有差流，用鉗形電流表測試主變各側(cè)實際負(fù)荷電流，結(jié)合保護(hù)裝置電流測量顯示與鉗形表顯示一致，可判斷電流輸入回路正常，保護(hù)裝置交流插件正常.初步判斷有兩種可能：一是設(shè)置錯誤；二是運(yùn)行狀態(tài)調(diào)整引起.

將保護(hù)改信號裝置后，二次通流試驗看出＃1主變110kV獨(dú)立電流所通電流與保護(hù)裝置顯示不一致，檢查發(fā)現(xiàn)＃1主變110kV獨(dú)立電流接線的變比與裝置整定的電流變比不一致，而導(dǎo)致主變差動保護(hù)出現(xiàn)明顯的差電流，超過了越限定值.處理過程：重新整定保護(hù)裝置電流變比，二次通流試驗正常.

有載調(diào)壓變壓器在運(yùn)行中需要經(jīng)常改變分接頭來調(diào)整電壓，這樣實際上改變了變壓器的變比.差動保護(hù)的歸算是按照額定或?qū)嶋H最有可能運(yùn)行的電壓來計算的.這樣分接頭位置改變后，會導(dǎo)致不平衡電流的產(chǎn)生5.雖然差動保護(hù)中已考慮了變壓器調(diào)壓引起的不平衡電流，但由于差流越限定值只有差動門檻的三分之一左右，因此當(dāng)有載變壓器調(diào)整分接頭至最高檔或最低檔時很有可能引起“差流越限”告警.

2.3 二次回路異常處理

用鉗形表測量保護(hù)屏是否有輸入電流，當(dāng)測量至某相無輸入電流而LCD顯示也沒有時，基本就可確定二次電流回路存在異常.處理方法：首先從開關(guān)端子箱處測量電流互感器二次側(cè)有輸入，當(dāng)需要短接電流回路進(jìn)行測量回路絕緣電阻及是否導(dǎo)通時需要停用變壓器保護(hù)或者停電處理，只有在停電主變或停用變壓器保護(hù)后，才能在二次電流回路上做以上的檢查工作，用儀器或萬用表來測量電流回路電纜絕緣電阻大小或是否斷線［6］.

當(dāng)確認(rèn)變壓器保護(hù)裝置和二次回路無異常時，則需使用鉗形表測量開關(guān)端子箱處電流互感器二次側(cè)有無輸出電流，如果在開關(guān)端子箱隔離輸入保護(hù)屏電流回路后，測量電流互感器二次側(cè)沒有電流，則可判斷為電流互感器異?；螂娏骰ジ衅鞫我鲭娎|斷線所引起，這時因電流互感器無輸出電流則需將開關(guān)檢修，檢查電流互感器，進(jìn)行變比試驗，如果確實為電流互感器伏安特性不符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定則予以更換.

當(dāng)檢查發(fā)現(xiàn)保護(hù)屏處測得電流值與開關(guān)端子箱處電流值不一致，可判斷開關(guān)端子箱至保護(hù)屏的電流回路有問題.應(yīng)重點(diǎn)檢查二次回路上各屏、端子箱內(nèi)的電流端子排連接片、大電流端子短接情況；檢查電流回路連接電纜、配線、接地等有無明顯松動、銅線搭殼、絕緣破損等.若保護(hù)屏處測得電流值與開關(guān)端子箱處電流值一致，但某相電流仍異常，則必須停電處理.

當(dāng)發(fā)現(xiàn)存在回路端子松動、連接不良等情況時，應(yīng)進(jìn)行緊固.對于電流端子，應(yīng)特別注意二次接線的壓接情況，防止因為電纜芯剝離較短而壓接在電纜芯絕緣皮上的情況出現(xiàn).在這種情況下，往往表現(xiàn)為電流不平衡，出現(xiàn)似通非通的現(xiàn)象.

當(dāng)發(fā)現(xiàn)在二次回路上存在大電流端子斷裂、電流端子排壞，必須進(jìn)行更換時，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場的實際情況，充分考慮可操作性和安全性，申請合適的設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行處理.設(shè)備條件允許時，應(yīng)停電處理.若無法停電處理，必須做好防止電流二次回路開路的措施后，進(jìn)行更換端子排或大電流端子的操作［4］.

若電流互感器至開關(guān)端子箱處電纜有問題，必須停電處理.對電流互感器二次接線引出處和該電纜的整體絕緣進(jìn)行檢查.若接線及絕緣檢查正常，則需對電流互感器進(jìn)行試驗，確認(rèn)電流互感器是否需更換［1］.

實例：某變電站＃2主變保護(hù)裝置B相有差流，將保護(hù)改信號裝置后，二次通流試驗看出＃2主變110kV套管B相電流存在分流現(xiàn)象.進(jìn)行絕緣試驗，發(fā)現(xiàn)B相套管電流二次接線端子內(nèi)部存在接地情況，對主變本體進(jìn)行放油，并拆開B相套管電流二次接線板，檢查發(fā)現(xiàn)B相差動用電流端子內(nèi)部連線金屬裸露部分過長，碰到了鐵殼造成了接地.處理過程：對金屬裸露部分進(jìn)行絕緣包扎處理，二次通流試驗正常.

3 結(jié)論

本文對微機(jī)變壓器差動保護(hù)的“差流越限”告警功能進(jìn)行了原因分析，并通過實例提出了相應(yīng)的處理方法和應(yīng)對措施.在微機(jī)變壓器差動保護(hù)的“差流越限”處理時應(yīng)根據(jù)實際情況做好相應(yīng)的安全措施.針對保護(hù)裝置插件故障、定值問題，必須停用差動保護(hù)，并做好相關(guān)試驗；如需對電流二次回路處理，必須停用差動保護(hù)，并防止TA二次開路.

［1］朱炳銓，裘愉濤，翁舟波.繼電保護(hù)培訓(xùn)實用教訓(xùn)［M］.北京：中國電力出版社，2010.

［2］許世輝，支葉青.國家電網(wǎng)公司職業(yè)培訓(xùn)教材（繼電保護(hù)部分）［M］.北京：中國電力出版社，2010.

［3］崔家佩，孟慶炎，陳永芳，等.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)與安全自動裝置整定計算［M］.北京：水利電力出版社，1993.

［4］蘇玉林，劉志民，熊森.怎樣看電氣二次回路圖［M］.北京：中國電力出版社，1992.

［5］國家電力調(diào)度通信中心.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)典型故障分析［M］.北京：中國電力出版社，2001.

［6］國家電力調(diào)度通信中心.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)規(guī)定匯編［M］.北京：中國電力出版社，1997.