摘 要：UR變壓器保護跟傳統(tǒng)保護存在一些概念性的差異，文章簡述了UR變壓器保護在實際應(yīng)用中容易產(chǎn)生人為混淆，引發(fā)保護誤動的幾個因素，并對可能產(chǎn)生誤動原因進行了深入的分析研究，針對可能導致保護誤動的幾個因素提出了防范措施。

關(guān)鍵詞：變壓器；差動保護；零序

1 UR變壓器繼電器概述

UR繼電器是GE公司推出的新一代通用型微機保護裝置，該系列的保護繼電器具有同樣外觀和插件，統(tǒng)一模塊化平臺，通過不同的組件可構(gòu)成不同的保護裝置。UR繼電器具有人性化的調(diào)試界面，可根據(jù)用戶需要編制相應(yīng)的邏輯、曲線，具備強大、快速的通信功能，能如實、可靠地反映主設(shè)備運行工況，其中變壓器電氣量保護裝置T60、T30與非電量保護裝置C30已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各類大型發(fā)電廠與變電站。

2 調(diào)試、運行中出現(xiàn)的問題分析

2.1 關(guān)于變壓器差動保護零序分量問題

某百萬核電站220kV輔助變中性點為直接接地方式，2012年8月9日在系統(tǒng)外部發(fā)生接地故障時，輔助變差動保護誤動，輔助變220kV開關(guān)跳閘。事后對一次設(shè)備、二次回路、保護進行了全面檢查，發(fā)現(xiàn)跳閘時輔助變高壓側(cè)A＼B＼C三相中電流幅值一致、相位相同，保護裝置中零序分量為三相電流之和，而差動保護沒有采取濾去零序模式，從而導致差動保護誤動。

由于UR保護為微機保護，簡化了CT二次接線方式，變壓器差動保護將每側(cè)電流均直接采用星形方式接入，但是變壓器高/低壓側(cè)存在Y/？轉(zhuǎn)角接線，使得兩側(cè)零序電流分布不同，所以必須考慮外部接地對差動保護的影響。

GE在T60保護中，設(shè)置一個可以選擇的選項，見下圖1，即開放了每側(cè)電流零序分量是否濾除。Y形側(cè)采用高阻接地或不接地時，必須將該側(cè)繞組的選項選擇為 Not within zone；Y形側(cè)接地時，必須將該側(cè)繞組的選項選擇為Within zone。在實際工程中，現(xiàn)場往往疏忽了這一點，導致外部電網(wǎng)發(fā)生接地或不對稱故障時，變壓器差動保護會出現(xiàn)誤動現(xiàn)象。

2.2 關(guān)于變壓器差動保護基準側(cè)選擇

發(fā)電廠主變大差的電流分別選自發(fā)電機側(cè)、主變高壓側(cè)、廠變高壓側(cè)，相當于一個三繞組變壓器的差動保護，由于三繞組變壓器的三側(cè)容量通常存在差異（高廠變分支的容量要偏?。?，在配置變壓器差動保護時就需要考慮選擇電流基準側(cè)的問題。根據(jù)T60保護裝置的使用手冊，差動保護基準側(cè)選擇如下：

基準繞組：CT 一次額定電流與繞組的一次額定電流的比值最小的一側(cè)為基準繞組，也就是說在二次基準（5A或1A）一樣時，要選擇二次電流最大的一側(cè)。

變壓器基準側(cè)選擇非常重要，它不僅決定最小動作電流（PKPMIN），而且拐點1（BREAK1）、拐點2（BREAK2）、差動電流（Id）和制動電流（Ir）也都是以基準繞組的CT一次電流為基準。基準側(cè)的選擇可以人為指定，在沒有直接指定基本繞組時，程序會根據(jù)所輸入的參數(shù)自動計算基準繞組。

某大型發(fā)電站#1主變?nèi)萘繛?20MVA，廠用電由兩臺34 MVA的高壓廠變提供。在調(diào)試運行期間由于考慮不周，沒有指定基準繞組，同時將第3繞組容量取為兩個高廠變?nèi)萘亢停ㄈ?8MW）見圖2，程序計算后自動把第3繞組定為基準繞組，使得第2繞組（發(fā)電機側(cè)）的歸算動作值非常小。在#1機組負荷升到額定功率期間，500kV線路側(cè)發(fā)生短路故障，故障產(chǎn)生的不平衡電流大于主變大差的啟動值，而制動電流沒有進行有效抑制，導致#1主變大差動作，機組跳閘停機。

因此，當采用自動選擇基準繞組，且有第3側(cè)虛擬繞組（如高廠變分支）時，基準參數(shù)選擇的正確性將決定主設(shè)備的安全運行。

2.3 變壓器非電量保護的改進

某4×600MW大型發(fā)電站#1主變非電量保護采用C30裝置。在工程初期由于對裝置缺乏了解，就地變壓器非電量（瓦斯、溫度、壓力釋放等）信號經(jīng)長電纜直接接入裝置的開關(guān)量輸入單元，沒有采取相應(yīng)的措施，運行中發(fā)生由于直流系統(tǒng)擾動使得非電量保護誤動情況。

誤動前直流系統(tǒng)發(fā)生接地（環(huán)網(wǎng)）干擾，使得圖中開關(guān)量輸入被觸發(fā)（持續(xù)6ms），主要原因由于非電量接點到保護屏距離遠、連線長、電纜分布電容大造成誤觸發(fā)，此類問題在繼電保護反措中已有比較明確的要求。

事后對UR系列裝置輸入光耦隔離元件進行了如下測試：

（1）光耦隔離元件動作電壓測試，光耦隔離元件在70V（額定控制電壓110V）左右開關(guān)量動作，但動作電流非常小幾個毫安，可以確定其動作功率非常小。

（2）按現(xiàn)場實際接線，模擬焊接時的干擾量，測得光耦隔離元件之間電壓有一個突變，干擾電壓的脈沖寬度為10ms，最高幅值達到70V左右見圖3。

通過分析，我們可以看出直接接入UR裝置時，外部直流系統(tǒng)異常將有可能導致保護誤動。

UR裝置有關(guān)開關(guān)量輸入的設(shè)置，裝置提供兩個選擇項：一個是關(guān)于開關(guān)量電壓選擇（有四個選擇），另一個是關(guān)于開關(guān)量躲顫時間（范圍為0～16ms）。根據(jù)前面分析，避免誤動的措施主要有以下幾點：

（1）提高光隔裝置的動作值（50～70%）。

（2）利用躲顫時間增加小延時，躲干擾，要適當犧牲保護的快速性。

（3）增加動作功率，外加快速中間繼電器。

建議現(xiàn)場應(yīng)用中根據(jù)實際情況進行綜合考慮，合理設(shè)置開關(guān)量的參數(shù)，同時對非電量保護輸入增加一快速中間繼電器，動作功率3～5W。

3 結(jié)束語

UR系列保護突破傳統(tǒng)保護的概念，功能非常強大，調(diào)試人員可以根據(jù)需要自己編制邏輯、定義保護出口，但是同時對保護調(diào)試人員的要求也相應(yīng)提高，不但要求調(diào)試人員熟悉保護裝置內(nèi)的各個保護原理，而且要熟悉各個保護的邏輯組成與出口方式。調(diào)試過程中一定要對裝置的性能有充分的了解，熟悉各個設(shè)置的含義，才能確保主設(shè)備的安全投運。

作者簡介：高鵬羽（1966-），男，本科，電氣工程師，主要從事發(fā)電廠維護檢修管理。