電力變壓器差動(dòng)保護(hù)常見故障的分析及措施

許益斌

摘要：變壓器差動(dòng)保護(hù)就是在安全可靠的前提下提高靈敏性和快速性，應(yīng)該防止因區(qū)外故障或者是電流互感器的暫態(tài)誤差所造成的誤動(dòng)故障;加強(qiáng)主保護(hù)應(yīng)該是在簡化后備保護(hù)，要擺脫整定計(jì)算中難以配合的困擾，不作定值校對(duì)，為高壓側(cè)和中低壓側(cè)設(shè)置不同的過流保護(hù)裝置，在時(shí)間和效率上要科學(xué)統(tǒng)籌，才能在經(jīng)濟(jì)上和安全上共同取的效益。

關(guān)鍵詞：電力變壓器;差動(dòng)保護(hù);常見故障;分析;措施

1變壓器差動(dòng)保護(hù)原理

1.1磁通特性保護(hù)原理

在變壓器差動(dòng)保護(hù)中，多種保護(hù)方式的保護(hù)原理有異曲同工之妙，如磁通特性保護(hù)原理，其與勵(lì)磁阻抗保護(hù)原理相似。在研究該原理時(shí)，技術(shù)人員需要對(duì)勵(lì)磁支路進(jìn)行研究，根據(jù)其非線性特性，計(jì)算其變化量，并根據(jù)變化參數(shù)大小作出保護(hù)動(dòng)作決策。這種原理可以使變壓器與微機(jī)技術(shù)結(jié)合起來，使變壓器中的二次諧波保護(hù)原理不足之處得到彌補(bǔ)。這種保護(hù)原理也存在缺陷，其作用對(duì)象不全面，只限于單相變壓器組，對(duì)其它變壓器則無作用。

1.2基于序阻抗原理的變壓器保護(hù)原理

變壓器內(nèi)部故障和外部故障發(fā)生時(shí)，設(shè)備兩側(cè)的正負(fù)序阻抗數(shù)值不同，在象限區(qū)域中的分布也不同，所以在變壓器發(fā)生故障時(shí)，技術(shù)人員可以直接觀察序阻抗參數(shù)分布區(qū)域，便可以準(zhǔn)確判斷內(nèi)外故障類型，即使變壓器兩側(cè)的參數(shù)變化不同步，該種原理也能準(zhǔn)確判斷故障，但其在應(yīng)用中，會(huì)受到勵(lì)磁涌流限制，所以差動(dòng)保護(hù)準(zhǔn)確性得不到保證。

1.3功率差動(dòng)保護(hù)原理

不同運(yùn)行狀態(tài)下的變壓器功能消耗量不同，變壓器能耗變大主要是因?yàn)槠鋬?nèi)部的絕緣層，該物質(zhì)失效，會(huì)使電壓器差生電弧放電現(xiàn)象，該現(xiàn)象需要借助大量功率才能實(shí)現(xiàn)，所以當(dāng)變壓器絕緣失效時(shí)，其本身的能耗會(huì)迅速增長。利用該種原理，技術(shù)人員也可以準(zhǔn)確判斷變壓器故障。如果變壓器消耗的功率很小，則意味著變壓器不會(huì)發(fā)生內(nèi)部故障。在該差動(dòng)保護(hù)原理中，能量守恒定律是基礎(chǔ)理論，該原理不涉及到勵(lì)磁涌流，所以在作用時(shí)，也不會(huì)受其影響。在實(shí)際運(yùn)行中，第一周的勵(lì)磁涌流充電過程會(huì)對(duì)差動(dòng)保護(hù)產(chǎn)生作用，且整個(gè)充電過程會(huì)消耗銅元素，技術(shù)人員需要使變壓器的該種差動(dòng)保護(hù)遠(yuǎn)離以上過程，否則差動(dòng)保護(hù)作用準(zhǔn)確性會(huì)降低。另外該種差動(dòng)保護(hù)還具備其它缺陷，如不能準(zhǔn)確計(jì)算Δ接線側(cè)繞組內(nèi)部電流，所以其對(duì)應(yīng)的銅耗量也無法得以確定，這便使得變壓器最終的能耗計(jì)算出現(xiàn)失誤，差動(dòng)保護(hù)失準(zhǔn)。

1.4基于回路方程的變壓器保護(hù)原理

該種差動(dòng)保護(hù)屬于新型保護(hù)技術(shù)，其雖然也可以在變壓器故障預(yù)防中發(fā)揮保護(hù)作用，但其本身也存在不足之處，其靈敏度和保護(hù)判據(jù)無法得到確定，技術(shù)人員還需要找到繞組漏感參數(shù)獲取方法，使相關(guān)計(jì)算準(zhǔn)確可靠。另外還要針對(duì)該種保護(hù)原理，制定相關(guān)的保護(hù)方案。

2變壓器差動(dòng)保護(hù)常見情況

2.1新建變電站差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)

造成原因主要有定值設(shè)置不合理或者接線錯(cuò)誤形成差流點(diǎn)。例如進(jìn)行保護(hù)定值的計(jì)算基于以往的經(jīng)驗(yàn)設(shè)定，取差動(dòng)定值5-6Ie，這就導(dǎo)致變壓器出現(xiàn)誤跳;變壓器任何一側(cè)電流互感器順序錯(cuò)亂就將形成差電流，引起變壓器差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)。

2.2變電站設(shè)備更新時(shí)發(fā)生誤動(dòng)

造成原因主要是因電流互感器更換后，變壓器各側(cè)電流互感器和以往電流互感器出現(xiàn)不匹配，進(jìn)而導(dǎo)致差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)，在變電站的更新改造中比較容易忽視這個(gè)問題。

2.3變壓器運(yùn)行過程中發(fā)生誤動(dòng)

主要原因有電流互感器出現(xiàn)暫態(tài)飽和，電流互感器通常分為P類和TP類，TP類要求變電器在暫態(tài)和穩(wěn)態(tài)下不飽和，P類則要求變電器穩(wěn)定狀態(tài)下不飽和，因此若采用P類電流互感器，外部發(fā)生故障并進(jìn)行故障消除時(shí)將發(fā)生差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)。

3變壓器差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)的解決措施分析

3.1嚴(yán)格遵守相關(guān)規(guī)定

在社會(huì)的高速發(fā)展中，我國已有的變電站數(shù)量不斷增加，其中新建的變電站中非常容易出現(xiàn)差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)問題。針對(duì)這樣的問題，需要在具體的使用工作中，嚴(yán)格遵守國家的相關(guān)規(guī)定，同時(shí)結(jié)合變電站建設(shè)的具體要求，做好相關(guān)的設(shè)計(jì)工作、施工工作。與此同時(shí)，因?yàn)椴煌淖冸娬拘枰褂貌煌淖儔浩鳎宰罱K的接線方式也明顯不同。對(duì)于復(fù)雜的接線工作，應(yīng)該投入更多的時(shí)間與精力，對(duì)設(shè)備是否帶有負(fù)荷、電流情況等進(jìn)行檢查。在這一基礎(chǔ)上，根據(jù)當(dāng)前的實(shí)際情況，對(duì)定值等參數(shù)進(jìn)行準(zhǔn)確的確定，在避免差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)的同時(shí)，最大程度增強(qiáng)變壓器的性能，提高變電站運(yùn)行的穩(wěn)定性。

3.2優(yōu)化電流互感器

就變壓器差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)的問題來說，其中如果使用P類電流互感器，很可能會(huì)產(chǎn)生暫態(tài)飽和的現(xiàn)象，或者因?yàn)槠渌麊栴}而出現(xiàn)誤動(dòng)等。為了解決因此而出現(xiàn)的差動(dòng)保護(hù)差動(dòng)問題，工作人員可以基于兩方面進(jìn)行優(yōu)化與處理：第一，盡可能使用其他不同類型的電流互動(dòng)感，但是其必須具備抗暫態(tài)飽和問題的性能。第二，在變電站中繼電保護(hù)裝置是非常重要設(shè)備、部件，所以工作人員必須對(duì)其性能進(jìn)行合理的選擇，為了實(shí)現(xiàn)差動(dòng)保護(hù)的目的提供重要的前提保障，提高變壓器運(yùn)行的穩(wěn)定性。通過上述的方式，可以在很大程度上對(duì)電流互感器進(jìn)行優(yōu)化，其具備規(guī)避差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)問題的作用。

3.3重視設(shè)備的選擇

在電力系統(tǒng)長期運(yùn)行的狀態(tài)下，不僅變壓器需要進(jìn)行差動(dòng)保護(hù)，實(shí)際上發(fā)電機(jī)也需要實(shí)現(xiàn)差動(dòng)保護(hù)，通過這樣的方式保證變壓器、發(fā)電機(jī)都能夠具備更強(qiáng)的穩(wěn)定性?；谶@一前提條件，可以保證電網(wǎng)可以為電力用戶提供更高質(zhì)量的電力資源，同時(shí)增強(qiáng)變壓器運(yùn)行環(huán)境的安全性，實(shí)現(xiàn)對(duì)工作人員的基本保護(hù)。另外，在對(duì)變壓器進(jìn)行差動(dòng)保護(hù)的過程中，需要對(duì)故障差動(dòng)保護(hù)、非故障差動(dòng)保護(hù)進(jìn)行區(qū)分，同時(shí)在電力系統(tǒng)的運(yùn)行中可以更加靈活、快速的確定發(fā)生故障的區(qū)域、位置，進(jìn)而為工作人員的檢修提供有價(jià)值的參考。與此同時(shí)，避免差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)的關(guān)鍵，實(shí)際上需要提高其速動(dòng)性，只有這樣的設(shè)備才可以在變壓器發(fā)生故障時(shí)，第一時(shí)間做出準(zhǔn)確的反應(yīng)。

3.4合理調(diào)整定值

為了可以對(duì)變壓器差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)問題進(jìn)行預(yù)防、解決，工作人員就應(yīng)該對(duì)定值進(jìn)行合理的調(diào)整，將數(shù)值控制在最為科學(xué)、合理的范圍內(nèi)。另外，為實(shí)現(xiàn)對(duì)二次諧波制動(dòng)系數(shù)、定值之間的關(guān)系，在完成定值的調(diào)整以后，工作人員還應(yīng)該積極對(duì)二次諧波系數(shù)進(jìn)行針對(duì)性的調(diào)整，避免影響二者之間的協(xié)調(diào)性。同時(shí)，要想降低工作的難度，在設(shè)計(jì)差動(dòng)保護(hù)的初始階段，工作人員應(yīng)該對(duì)諸多的細(xì)節(jié)進(jìn)行分析，所以需要保證參加設(shè)計(jì)的工作人員，具備專業(yè)的知識(shí)、豐富的經(jīng)驗(yàn)，提高整體方案的合理性、有效性，進(jìn)而為具體的設(shè)計(jì)、使用提供正確的指引。不僅如此，工作中還應(yīng)該增強(qiáng)各項(xiàng)數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)性，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)的根本性處理。

結(jié)束語：

變壓器是差動(dòng)保護(hù)是變壓器的主保護(hù)，大多數(shù)都采用的是帶有制動(dòng)性的比率差動(dòng)保護(hù)，因其本身具有區(qū)外故障可靠閉鎖的特征以及區(qū)內(nèi)故障可靠動(dòng)作特征，使該系統(tǒng)在社會(huì)上得到廣泛地運(yùn)用。國內(nèi)的好多文獻(xiàn)都對(duì)這兩種情況作了簡單詳細(xì)的分析，但是在實(shí)際工作中，如果變壓器發(fā)生區(qū)外故障時(shí)，其本身流過的強(qiáng)大電流就會(huì)造成嚴(yán)重的破壞，這就對(duì)差動(dòng)保護(hù)提出了更高的要求。

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