微機變壓器差動保護裝置與調(diào)試方法探討

摘要：電力變壓器是變電站的主要電氣設(shè)備，能夠保證電力系統(tǒng)運行的安全性和穩(wěn)定性。變壓器的差動保護所起到的作用十分重要，調(diào)試過程或裝置上若有一絲錯誤，都會使整個電力系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性遭受嚴重影響。文章分析了變壓器差動保護裝置的主要原理、引起接線錯誤的緣由，并提出了注意事項，確保其調(diào)試方法的可操作性和規(guī)范性。

關(guān)鍵詞：電力變壓器；差動保護裝置；調(diào)試方法；變電站；電氣設(shè)備；電力系統(tǒng) 文獻標識碼：A

中圖分類號：TM403 文章編號：1009-2374（2015）29-0076-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.29.038

變壓器對于電力系統(tǒng)而言非常重要，而作為該電力系統(tǒng)的關(guān)鍵元件的差動保護裝置能夠保證其正常穩(wěn)定運行，對于快速切除變壓器內(nèi)部及其套管引線發(fā)生的故障發(fā)揮重要作用。差動保護有著許多優(yōu)點和有利優(yōu)勢，它靈敏度較高、選擇性好，因此也成為了電動機、變壓器、母線以及短線路等元件的主保護。在工程技術(shù)應(yīng)用上，不用的變壓器差動保護裝置的計算方法是有出入的。依據(jù)筆者的工作經(jīng)驗，本文首先概述其相關(guān)的工作原理，接著闡述其在工程應(yīng)用方面的主要接線方式以及關(guān)于差動保護的計算方法，并一一列舉了關(guān)于主變差動保護的影響因素及其對應(yīng)的解決方法，最后講述了不同的差動保護裝置的各自的調(diào)試方法，希望能為實際中的實務(wù)操作提供一定的參考價值和借鑒意義。

1 變壓器差動保護裝置工作原理概述

科學技術(shù)的日新月異促使了電力系統(tǒng)應(yīng)用中的變壓器差動保護裝置不斷擴大自身的范圍。它在保護動作特性以及實時性方面有著無可比擬的優(yōu)點和長處，如裝置靈活程度高、可靠程度極高、功能齊全度高、結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、維護和運行技術(shù)可靠性高等。

通常情況下，在兩卷變壓器的環(huán)境中，變壓器差動保護裝置的工作原理如下所述：在變壓器正常運行的過程中，流經(jīng)兩側(cè)的電流屬于穿越性電流，當?shù)蛪簜?cè)區(qū)出現(xiàn)意外情況的時候也同樣如此。但是相關(guān)調(diào)查顯示，該電流的方向與流經(jīng)差動保護裝置的二次電流并不相同，在方向上截然相反。依照計算方法；ICD=

|IAH+IAL|，IZD=（|IAH|+|IAL|）/2（即“微機變壓器”差動保護“差動電流”和“制動電流”的計算方法），可以得知差動保護裝置的電流大小以及電流的種類、特點。根據(jù)對相關(guān)現(xiàn)象的分析和觀察我們可以了解到，差動保護裝置在制動區(qū)有可能不發(fā)生動作。一旦變壓器內(nèi)部出現(xiàn)問題的時候，那么流經(jīng)差動保護裝置的二次電流AH將會與IAL之間的方向產(chǎn)生較大的變化，促使保護裝置在電流大小上發(fā)生相應(yīng)的變化，保護裝置所承受和感應(yīng)到電流強度將會得到相應(yīng)的強化和提升，以此來達到相應(yīng)的效果。通常情況下，變壓器兩側(cè)電流大小和對位的關(guān)系就是差動保護裝置的主要原理，這是我們長期研究和觀察的結(jié)果，也在現(xiàn)實中得到了廣泛的應(yīng)用。具體的工作原理主要如下：大多數(shù)情況下，外部的故障電流以及其他電流都會由于制動作用的形成而被保護在制動中。一旦內(nèi)部發(fā)生意外情況或出現(xiàn)突發(fā)問題，那么就會造成電流短時間內(nèi)的失衡現(xiàn)象，但是在動作區(qū)內(nèi)，由于受到相應(yīng)的保護作用，當出現(xiàn)意外情況和問題的時候，借助于動作跳閘就能夠避免相應(yīng)故障的影響，起到一定保護影響。

2 變壓器差動保護裝置容易出現(xiàn)的問題

2.1 差動保護裝置的主要影響因素

大多數(shù)情況下，接地短路等問題都屬于變電器油箱內(nèi)部故障的范疇，而相間短路等問題則是油箱過負荷故障常的見情形。變壓器的常見故障則包括短路、過電壓、過電流、過勵磁及油箱升壓和冷卻故障等。此外，以下問題也是非常重要的：差動保護定值的計算；差動保護定值的設(shè)定以及調(diào)試等相關(guān)要素都會對整體的運行效果造成重要的影響和干擾。此外，對于接線方式等相關(guān)工作也應(yīng)給予高度的重視跟關(guān)注。另外，對于“兩側(cè)的電流互感器選取標準存在出入導致的差動回路里易產(chǎn)生不平衡的電流”“變壓器兩側(cè)不同的電流相位導致的差動回路和電流不平衡”等問題也是十分重要的。以上所列舉的這些問題在進行調(diào)試的時候出現(xiàn)的幾率和可能性極高，一旦出現(xiàn)這些問題，將對變壓器的正常運作，甚至是電力系統(tǒng)的安全與穩(wěn)定，都會產(chǎn)生非常大的影響。因此，我們要確保變壓器調(diào)試的正常進行，保證調(diào)試的效果，嚴格按照相應(yīng)的標準和規(guī)范進行，確保其性能和安全系數(shù)能夠達到相應(yīng)的要求，這是因為變壓器差動保護裝置與電力系統(tǒng)的良好運行狀態(tài)息息相關(guān)。

2.2 變壓器差動保護裝置調(diào)試解決方法

目前的相關(guān)調(diào)試工作中所出現(xiàn)的問題，包括電流不平衡等，由于技術(shù)革新水平?jīng)]有趕得上進度，而不能完全依靠技術(shù)來消除，只有其中一部分能夠使用“二次諧波制動”或者是“放大差速定值”來解決。“移相的方式”是當前較為常用的解決方法，具有較為廣泛的應(yīng)用范圍，通過對這種方式的應(yīng)用能夠在很大程度上促進變壓器差動保護裝置的平衡，促進預期目標的實現(xiàn)，減少意外情況的發(fā)生。

2.3 變壓器差動保護裝置整定數(shù)值計算

大多數(shù)情況下，差動元件各側(cè)之間的電流系數(shù)平衡需要經(jīng)過若干計算步驟來得出，具體如下：外部短路狀態(tài)下的電流反相關(guān)系需要得到一定保障，而相位的校正則能夠很好地起到這一作用。此外，由于變壓器各側(cè)CT不同而引起的“各側(cè)電流的差異”，也需要得到有效的解決，為了能夠保證差動保護器在出現(xiàn)外部故障的時候不會受到不必要的干擾和影響，我們應(yīng)當采用幅值的方法來實現(xiàn)校正。通過這種方法進行校正的另一好處還在于，在此類校正的過程中能夠計算出電流平衡、二次額定電流等相關(guān)系數(shù)。在完成了各項系數(shù)的確定后，能夠在很大程度上保證變壓器差動保護裝置在調(diào)試過程中線路連接的正確性，進而提升差動保護裝置的運行性能，為差動保護裝置的安全可靠運行提供應(yīng)有保障。

3 變壓器差動保護裝置的調(diào)試工作

3.1 準備工作

應(yīng)對整個電廠的改造情況進行詳細全面的調(diào)查，對于變壓器差動保護裝置的型號進行確切的了解，專業(yè)調(diào)試人員應(yīng)在設(shè)備投入使用前負責好外部環(huán)境的清理工作，為變壓器差動保護裝置的調(diào)試運行創(chuàng)造良好的外部環(huán)境。在進行調(diào)試之前，相關(guān)的專業(yè)人員應(yīng)當做好相應(yīng)的準備工作，諸如資料和數(shù)據(jù)的記錄整理、熟悉圖紙以及各項細節(jié)性工作等。這些準備工作直接影響到調(diào)試環(huán)節(jié)的成敗，不能忽視以上工作的重要性，因為它的完成程度決定了后期裝置調(diào)試過程中出現(xiàn)的盲點都能被很好地控制，也跟后期定值的測驗和確定息息相關(guān)。

3.2 保護裝置功能測試

前期準備工作完成之后應(yīng)測試保護裝置功能，詳細的步驟和流程如下：其一，確定保護裝置的接線方式，對其實際的接線方式進行詳細和認真的校驗，將保護定值輸入后將相同的高/低壓側(cè)相電流也加在相應(yīng)端子上；其二，要開始著手交流量的精度實驗，在此過程中應(yīng)當注重對高壓側(cè)電流與低壓側(cè)電流進行取樣工作，保證測試結(jié)果的科學性，為了可以使高低壓側(cè)電流數(shù)值被調(diào)整到最佳位置，我們還要做好相應(yīng)的定值與側(cè)值設(shè)定工作，認真進行精度系數(shù)的調(diào)整；其三，進入到了保護裝置速斷保護功能的校驗流程。在進行速斷保護功能的校驗過程中，我們必須要保證保護裝置可以達到“立即動作于跳閘”的效果；其四，需要確定CT的極性。為此，我們可以采用“直流法”來進行檢測，確定CT的極性；其五，接線。接下來則要進入到具體的接線操作，之前的各項步驟已經(jīng)確定了接線的方式，所以我們就需要遵循前文所述進行相應(yīng)的接線處理，并確定接線和極性的正確性和無誤性。該裝置的正式投入使用是建立在這一系列安裝和檢測工作的基礎(chǔ)上的。

3.3 調(diào)試過程中應(yīng)當注意的問題

下面將談?wù)勗谶M行變壓器差動保護裝置調(diào)試過程中的一些值得高度重視和注意的問題，因為偶然的粗心或不謹慎所造成的錯誤，會對動保護裝置效果的發(fā)揮和變壓器的正常工作產(chǎn)生影響：必須要對保護裝置的接線方式進行平衡系數(shù)的計算；接線方式一定要保持正確；一定要懷著認真細致的態(tài)度對CT極性進行檢測，不僅要確保加極性和減極性，還要對是否是同極性進行確認；對于電力回路的接線方式的正確性必須細致地核實，以做到確保裝置接線正確、定值設(shè)置正確；使用設(shè)備之前，最好開展對保護裝置的回路、接線的狀態(tài)的檢測工作，確定不存在無開路現(xiàn)象，確保一切工作已經(jīng)準備就緒才能將設(shè)備投入使用。

4 結(jié)語

變壓器差動保護裝置的調(diào)試和安裝應(yīng)當被予以高度的重視和關(guān)注，因為變壓器對電力系統(tǒng)安全運行起著至關(guān)重要的作用。為了保障變壓器工作的安全程度與穩(wěn)定程度，差動裝置的調(diào)試和安裝的正確性和細致性不容忽視。同時，變壓器差動保護裝置調(diào)試存在的電流、定值、接線等因素也應(yīng)受到嚴格的把關(guān)和監(jiān)控。只有這樣，才能使變壓器運作起來，才能使整個電力系統(tǒng)的安全運作具有最大化的保障。

參考文獻

[1] 軍偉.變壓器差動保護比較和校驗[J].中國電力教育，2011，（18）.

[2] 凌毅，張勇軍，李哲，等.變壓器差動保護制動曲線測定新方法[J].繼電器，2009，35（16）.

[3] 劉國中，張勇軍，李哲，等.基于不同型號主變壓器保護裝置的差動調(diào)試方法分析[J].中國電力，2012，41（3）.

作者簡介：張振華（1984-），男，廣東河源人，廣東省輸變電工程公司助理工程師，研究方向：變電安裝工程施工與調(diào)試。

（責任編輯：秦遜玉）