浅析主变差动保护误动

1 引言
三甲水电站水利枢纽位于甘肃省临洮县城南25公里的洮河干流上，是洮河规划梯级开发的最末一级，为低坝无调节径流河床式电站，枢纽坝长247.8米，最大坝高35米，控制集水面积19075千平方米，设计泄洪能力2110平方立米每小时，水库设计水位1958米，最高水位1969.1米，设计库容960万平方立米，最大库容1120万立方米，装机三台，单机容量8750KW，单机过流量64.2立方米每小时，总装机容量26.250MW，设计年发电量1.275亿千瓦时，年利用小时数5120h,该电站于1992年2月开工建设，1998年12月通过竣工验收，总投资1.718亿元，为同期同类型电站最低造价；电站以发电为主，兼有灌溉、旅游等综合效益，是目前洮河上已建成的最大的水力发电站，三台机组（3ⅹ8750KW）经两台主变对四条线路供电，其两台主变保护配置相同。
变压器是电力系统中的主要电气设备之一，若发生故障，其影响很大，故应加强对其继电保护装置功能的调试，以提高电力系统的安全运行水平，变压器保护装置中最重要的一项配置——差动保护，可以防止变压器内部线圈及引出线的相间短路及匝间短路，以及在中性点直接接地系统侧的引出线和线圈上的接地短路，其接线方式的正确与否，直接影响着变压器的正常运行；下面就三甲水电站2#主变压器差动保护误动进行分析探讨。主接线（见图1），差动保护原理接线（见图 2），矢量图（见图3）。




图1 主接线


图2 差动保护原理接线
图3 矢量图
2 动作过程
安装调试完毕后，在运行过程中，1B运行正常，2B在额定容量内运行，大于一定容量时，出现差动保护装置动作，作用于断路器跳闸。
3 问题诊断
3.1 检查瓦斯继电器，在瓦斯继电器内未发现明显气体。
3.2 取主变本体油样进行色谱分析，并与投运前油样相比较，无明显变化。
3.3 检查油温及冷却器温度，前后无明显变化。
3.4 进行预试，绝缘电阻、吸收比、介质损失因数、泄漏电流等均符合规程要求，同投运验收数据相比较，无大的变化。
3.5 对差动保护用电流互感器做伏安特性试验，其10％误差曲线满足要求。
3.6 检查差动继电器的特性及定值，特性符合校验规程，定值正确无误。
3.7 差动回路接线检查，其差动二次回路无断线，开路，端子紧固，说明其接线完好，又进行带负荷做六角图试验及测量差动继电器差电压、差电流，结果和设计出现不符，由此断定，是由于其差动二次回路接线错误，造成其差动保护装置误动而使断路器跳闸。
4 原因分析
在确诊差动保护回路接线错误后，对其回路进行了以下检查。用钳形电流表检测电流互感器二次侧电流，1LH、6LH二次输出电流正常，但38.5KV侧三角形接法电流互感器输入电流却大小不一致；由于38.5KV侧是户外多油断路器（DW13-35/630），电流互感器采用单相式接线，因此，三角形接法接线错误的可能性较大，结果检查发现38.5KV侧三角形接法电流互感器A相首尾接线错误，其原理接线（错误接线）。（见图 4）


图4 原理接线
在忽略差动继电器等效阻抗和线路阻抗时，其等效电路（见图5），Z为电流互感器等效阻抗。

图5 等效电路
根据电工电路原理分析输入差动的电流为：

由此可做出向量图（见图6）

图6 向量图
由于6.3KV侧电流互感器接线正确，将两侧电流反映于同一向量图中，计算流过差动的不平衡电流，由向量图（见图7）及余弦定理可求出最大不平衡电流出现在C相，其值为：


图7 向量图
该变压器(2B)差动保护用电流互感器变比为:400：5，差动保护整定差动动作电流为5A，当变压器所带负荷为超过一定容量时，即：当C相出现的最大不平衡电流大于或等于整定差动动作电流5A时，造成该装置动作。
5 防止误动措施及经验：
5.1 差动保护用的两组变流器必须满足，10％误差曲线。
5.2 两组变流器的次级接线要正确，要求异名端相连，特别是安装在户外的设备，其二次接线更容易出错，不能忽视，考虑到变流器的组别，必须注意相位，若变压器接法为Y/△或△/Y，采用差动保护时，则高、低压侧变流器必须为△/Y或Y/△接法，使两组变流器二次测流差动回路的电流不致于有相位差。
5.3 差动继电器特性试验，检查其完好性、可靠性、选择性、灵敏性；内部接线是否与图纸相符，如发现有开路、短路、接触不良和线路错误，应进行调整或修理：灵敏系数必须大于或等于2，返回系数大于0.8。
5.4 差动继电器的整定动作电流，必须大于不平衡电流，才能避免误动作。
5.5 在投运前一定要做完相关规程规定的试验。因接线错误等许多问题都会在试验中发现。
5.6 经常清洁主变套管及其线电缆触头，防止误闪。
5.7 当差动保护装置动作后，应立即组织人员进行有重点、有针对性的检查，分析判断故障的大体部位，由大到小，逐步排查。首先判断是主回路还是二次回路，再从其下手。这样既节约时间，又不会