劉愛兵

（泰安供電公司，山東 泰安 271000）

0 引言

變壓器差動(dòng)保護(hù)是變壓器主保護(hù)之一，在區(qū)內(nèi)故障時(shí)應(yīng)滿足靈敏度要求快速動(dòng)作，切除故障點(diǎn)，在區(qū)外故障時(shí)應(yīng)躲過干擾且不應(yīng)動(dòng)作，主變差動(dòng)保護(hù)運(yùn)行應(yīng)不受運(yùn)行方式的影響。對(duì)中德保護(hù)主變差動(dòng)誤整定引起區(qū)外故障進(jìn)行原因分析，并提出保護(hù)整定建議。

1 故障前系統(tǒng)運(yùn)行方式

220 kV甲變電站提供給110 kV乙變電站供電電源（進(jìn)線一）。故障前，電網(wǎng)運(yùn)行方式為，甲變電站1號(hào)、2號(hào)主變110kV中性點(diǎn)接地運(yùn)行，110kV母聯(lián)開關(guān)在合位。110 kV乙變電站，主變差動(dòng)保護(hù)為中德西門子保護(hù)，配置7UT512微機(jī)型二次諧波制動(dòng)裝置。該站其運(yùn)行方式為110 kV進(jìn)線一帶全站負(fù)荷，110 kV內(nèi)橋開關(guān)在合位，10 kV分段開關(guān)在分位（備投投入），1號(hào)、2號(hào)主變分列運(yùn)行。由于乙變電站無低壓側(cè)并網(wǎng)線，運(yùn)行方式應(yīng)為1號(hào)、2號(hào)主變110 kV側(cè)中性點(diǎn)均在分位。實(shí)際運(yùn)行中，2號(hào)主變110 kV側(cè)中性點(diǎn)未分開。

2 故障情況介紹

2007年11月7日13時(shí)43分，220 kV甲變電站110 kV丁線路出口3 km處發(fā)生A相金屬性接地故障，其距離I段、零序過流I段保護(hù)動(dòng)作，經(jīng)延時(shí)后重合成功。保護(hù)動(dòng)作過程中，110 kV乙變電站2號(hào)主變比率差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作，主變高低壓側(cè)跳閘，具體數(shù)據(jù)為：

In為2號(hào)主變高壓側(cè)額定電流，In=2.066 A，主變高壓側(cè)CT變比為400/5。

開關(guān)跳閘后，經(jīng)延時(shí)，10 kV分段備投動(dòng)作，10 kV分段開關(guān)合閘成功。

110 kV乙變電站2號(hào)主變比率差動(dòng)保護(hù)定值為：差動(dòng)啟動(dòng)電流0.3 In，斜率為0.5，二次諧波制動(dòng)系數(shù)為0.15。

故障后經(jīng)保護(hù)、試驗(yàn)、變壓器各專業(yè)檢查，2號(hào)主變油樣、本體、高低壓側(cè)母線及二次回路均無異常情況。

3 保護(hù)動(dòng)作原因分析

3.1 中德保護(hù)7UT51型差動(dòng)保護(hù)裝置特點(diǎn)及參數(shù)

110 kV乙變電站主變壓器差動(dòng)I保護(hù)，配置為7UT512微機(jī)型二次諧波制動(dòng)裝置，帶有兩段不同斜率的制動(dòng)特性，能夠應(yīng)用于各種接線方式的雙繞組變壓器差動(dòng)保護(hù)。7UT512型差動(dòng)保護(hù)裝置對(duì)差動(dòng)特性的處理與國(guó)內(nèi)主變差動(dòng)保護(hù)常規(guī)做法并無很大差別，裝置本身還提供給用戶多個(gè)輔助的選擇功能，以便在不同的條件下充分發(fā)揮該保護(hù)的作用。但是7UT51型差動(dòng)保護(hù)裝置在零序電流的處理上較為獨(dú)特，給用戶有3個(gè)選擇（通過定值選擇）。

方案1：消除零序（ELIMINATION）

方案2：矯正零序（CORRECTION）

方案3：不處理零序（WITHOUT）

選擇方案1，即通過軟件進(jìn)行Y/△轉(zhuǎn)換來消除零序，同常規(guī)處理方式一樣，裝置采用 △側(cè)向Y側(cè)相位調(diào)整差流平衡，但在這種情況下，在區(qū)內(nèi)單相接地故障時(shí)，由于零序電流不參與差動(dòng)，使得差動(dòng)保護(hù)靈敏度降低1/3。

選擇方案2，即通過專門引入中性點(diǎn)零序CT電流對(duì)各相電流進(jìn)行較正，每相電流都減去1/3的中性點(diǎn)電流。在區(qū)外接地故障時(shí)，中性點(diǎn)電流同外部零序電流同向，處理后消除了零序電流的影響；在區(qū)內(nèi)接地故障時(shí)，由于中性點(diǎn)CT零序電流同外部零序電流反向，處理后提高了差動(dòng)保護(hù)的靈敏度。

選擇方案3，針對(duì)中性點(diǎn)不接地或經(jīng)消弧線圈接地的變壓器，外部故障時(shí)沒有零序電流通過，不需要處理零序電流。內(nèi)部接地故障時(shí)，全部電流進(jìn)入差動(dòng)元件，沒有降低保護(hù)靈敏度。

3.2 110 kV乙變電站主變差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作原因

110 kV乙變電站主變差動(dòng)保護(hù)選擇了方案3，即不對(duì)零序電流進(jìn)行任何處理。經(jīng)過事后故障錄波數(shù)據(jù)分析，110 kV乙變電站主變差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作是因?yàn)?10 kV丁線路發(fā)生單相接地故障而引起的誤動(dòng)。由于110 kV乙變電站2號(hào)主變110 kV側(cè)中性點(diǎn)誤接地，使該站主變高壓側(cè)CT除負(fù)荷電流還有零序電流流過，而主變低壓側(cè)為三角型接線，零序電流在△形內(nèi)部形成環(huán)流，低壓側(cè)CT只流過正常的負(fù)荷電流，通過故障錄波數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)正常的負(fù)荷電流（40 A）還不到零序電流（100 A）的一半。由于零序勵(lì)磁電流及變壓器低壓側(cè)三角內(nèi)零序環(huán)流的影響，各側(cè)電流相位的差異使主變比率差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作。

4 保護(hù)整定建議

通過以上分析，中德保護(hù)廠家針對(duì)這次故障提出可以考慮不管中性點(diǎn)是否接地均選用方案1，認(rèn)為內(nèi)部故障時(shí)系統(tǒng)提供的故障電流很大，可以消除零序電流，但是對(duì)于內(nèi)部的輕微故障的靈敏度會(huì)下降 （是方案3的2/3）。如果供電線路較長(zhǎng)，內(nèi)部故障又很輕微的情況下，在理論上存在靈敏度不夠的情況。因此建議對(duì)于7UT51型差動(dòng)保護(hù)為提高內(nèi)部故障保護(hù)靈敏度，對(duì)于零序電流的處理可以根據(jù)中性點(diǎn)的接地方式來整定，即主變中性點(diǎn)接地時(shí)選用方案1，主變中性點(diǎn)不接地時(shí)，依然選用方案3（不考慮零序電流）。采用這種方案的缺點(diǎn)是在主變操作的時(shí)候正好外部發(fā)生不對(duì)稱故障，有誤動(dòng)的可能。

對(duì)于RCS978E在裝置內(nèi)部能夠采用方案1（不能整定），采用消除零序電流的方法即I1a=Iah-I0，原因?yàn)槿绻莾?nèi)部故障，而220 kV及以上系統(tǒng)能提供足夠大的故障電流，能夠保證差動(dòng)保護(hù)的靈敏度。其采用這種方法的好處可以明確區(qū)分涌流和故障的特征加快保護(hù)的動(dòng)作速度。并且它還有工頻變化量比率差動(dòng)保護(hù)，此項(xiàng)不需用戶整定。

5 結(jié)語

主變差動(dòng)保護(hù)設(shè)置不當(dāng)必將出現(xiàn)誤動(dòng)問題，只有將差動(dòng)保護(hù)原理特點(diǎn)及對(duì)零序電流的處理原則弄清楚，在保證差動(dòng)保護(hù)滿足靈敏度的前提下進(jìn)行保護(hù)設(shè)置，才能夠降低保護(hù)誤動(dòng)作風(fēng)險(xiǎn)。