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题目 35KV变压器差动保护差动动作的因素分析
学生姓名 夏 羿
学 号
专 业 电力系统继电保护与自动化
班 级 20233073
指导教师 何 安 国
评阅教师 何 安 国
完毕日期 年 月 日
目 录
摘要: 2
前言 2
一．35KV变压器差动保护介绍 2
35KV变压器差动保护简述 3
35KV变压器差动保护的特点 3
35KV变压器差动保护的动作原理 4
35KV变压器差动保护的保护范围及优缺陷 4
二．35KV变压器差动保护误动作分析及解决 5
不平衡电流增大引起的误动作 5
5
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5
5
5
6
6
变压器带负荷调整分接头产生不平衡电流 6
变压器励磁涌流引起误动作 6
电磁干扰的因素引起的误动作 6
差动保护电流互感器二次回路接触不良或开路 6
变压器差动保护二次回路接地问题 7
电流互感器二次电缆绝缘问题 7
变压器差动保护用电流互感器的选择 7
三．变压器差动保护提高可靠性的措施 8
提高安装质量，加强基建管理 8
新投设备应做躲涌流实验 8
变压器投运后，必须运用负荷电流来检查CT回路接线对的 8
减小CT误差 9
加强运营管理 9
35KV变压器投运前，差动回路对的性的检查方法 9
四．35KV变压器差动保护误动作案例分析 10
致 谢 13
参考文献 14
35KV变压器差动保护差动动作的因素分析
学生：夏 羿
指导老师：何安国
（三峡电力职业学院）
摘要：电力变压器是电力系统中最关键的主设备之一，它承担着电压变换，电能分派和传输，并提供电力服务。因此,变压器的正常运营是对电力系统安全、可靠、优质、经济运营的重要保证。随着大容量机组、新建变电站陆续投入电网运营，电力系统不断增大，继电保护的原理结构也越来越复杂。差动保护具有其独特的优点，它是通过比较变压器两侧电流的大小与相位来区分是内部故障还是外部故障，重要用来保护双绕组或三绕组变压器绕组内部及其引出线上发生的各种相间短路故障，同时也可以用来保护变压器单相匝间短路故障。所以被广泛应用于变压器的主保护。
作为主设备主保护的微机型纵联差动(简称纵差或差动)保护，虽然通过不断的改善，但是还存在一些误动作的情况，由于自然灾害或人为的因素，如保护定值整定错误、二次回路接线不规范、电流互感器极性接反等，导致变压器差动保护误动作的情况时有发生
。这将导致变压器的非正常停运，会影响系统的安全稳定运营，影响对用户的供电，导致很大的经济损失。为了保证差动保护对的动作，本文阐述了35KV变压器差动保护原理，分析了也许引起差动保护继电器误动作的因素，提出了切实可行的防范措施，以及差动保护误动作的解决方法。
关键词：变压器，差动保护，主保护，误动作，防范措施，解决方法
前言：
在国内35KV及以下的变电所中，普遍采用的保护是以分立式继电器构成的。其最大的特点是二次回路构成简朴、直观明了、经济、可靠、灵敏。当电力系统发生故障时，就会随着着电流突增、电压突降以及电流与电压间相位差角发生变化，这些基本特点就构成了各种不同原理的继电保护装置。作为变压器主保护的纵联差动（简称差动）保护，对的动作率始终在百分之五十到百分之六十徘徊，这对变压器的安全和系统的稳定运营很不利。导致变压器差动保护不对的动作是多方面的，与设计研究、制造、安装调试和运营维护部门都有关系，虽然实际工作中各个相关的制造厂家都在不断的改善技术，提高差动保护动作的可靠性和稳定性，但是变压器差动保护错误动作的事例仍然很多。所以，本论文研究了35KV变压器差动保护的原理，以及差动保护的错误动作的情况，并分析了差动保护错误动作的因素，并研究出了解决方法以及防范措施，希望能提高35KV变压器差动保护装置运营稳定性和可靠性。
一．35KV变压器差动保护介绍
35KV变压器差动保护简述
变压器的差动保护是变压器的主保护，是按照循环电流原理装设的。重要用来保护双绕组或三绕组变压器绕组内部及其引出线上发生的各种相间短路故障，同时也可以用来保护变压器单相匝间短路故障。在绕组变压器的两侧均装设的有电流互感器，其二次侧按循环电流法接线，即假如两侧电流互感器的同极性端都朝向母线侧，则将同极性端子相连，并在两接线之间并联接入电流
继电器。在继电器线圈中流过的电流是两侧电流互感器的二次电流之差，也就是说差动继电器是接在差动回路的。重理论上来讲，正常运营或外部故障时，差动回路电流为零。事实上由于两侧电流互感器的特性不也许完全一致等因素，在正常运营和外部短路时，差动回路中仍然有不平衡电流Iumb流过，此时流过继电器的电流Ik为Ik=I1-I2=Iumb规定不平衡电流应当尽量的小，以保证继电器不会错误动作。当变压器内部发生相间短路故障时，在差动回路中由于I2改变了方向或等于零（无电源侧），这时流过继电器的电流为I1与I2之和，即Ik=I1+I2=Iumb能使继电器可靠动作。变压器差动保护的范围是构成变压器差动保护的电流互感器之间的电气设备、以及连接这些设备的导线。由于差动保护对保护区外的故障不会动作，因此差动保护不需要与保护区外相邻元件保护在动作值和动作时限上互相配合，所以在区内故障时，可以瞬时动作。
35KV变压器差动保护的特点
35KV变压器差动保护是用某种通信通道将电气设备两端的保护装置纵向联接起来，并将两端的电气量进行比较，从而判断保护是否动作。根据基尔霍夫电流定律，保护范围内流入与流出的电流应当相等（变压器应当归算到同侧）。当保护范围内发生故障时，其流入与流出的电流就不相等了。差动保护就是根据这个不平衡电流动作的。因此，这种保护方法有很高的动作选择性和灵敏度，合用于保护大容量、强电流、高电压及对灵敏度规定高的电气设备。所以，这种方法广泛用于保护大容量、高电压的变压器，并以其优越的保护性能成为大容量、高电压变压器的重要保护方法。然而值得注意的是，由于变压器在结构和运营上具有一些特点，因此在实际运营中保护范围内无端障时，差动保护装置也具有较大的不平衡电流，这种不平衡电流也许引起差动保护装置的错误动作。此外，即使考虑了变压器差动保护的这些特点并加以修正，由于这种保护装置的复杂性在有些情况下也常出现一些误动作现象。
35KV变压器差动保护的动作原理
差动保护被称为具有绝对选择性的快速保护。其原理基于基尔霍夫电流定律。根据基尔霍夫电流定律，电路中任一结点流入与流出的电流相量和为零。将流入元件的电流与流出元件的电流的相量和称为差动电流。如图
1所示，当变压器正常运营或发生区外故障时，差动电流为零，差动保护不动作。当发生区内故障时，差动电流不为零，差动保护动作。
差动保护由于电流互感器饱和、变压器变比等因素影响，会产生不平衡电流。针对各种因素引起的不平衡电流，采用引入制动电流，使差动保护不误动作。根据差动电流与制动电流比值大小来判断保护是否动作，称为比率差动。由于主变各侧额定电流大小不等，以及各侧电流互感器变比不相同，差动保护要根据变压器变比及各侧电流互感器变比将各侧二次电流进行折算，使差动电流能真实反映实际一次差动电流。
35KV变压器差动保护的保护范围及优缺陷
差动保护作为35KV变压器的主保护，它的保护范围为主变各侧差动TA之间的一次电气部分，即：①主变引出线及变压器线圈发生多相短路。
②单相严重的匝间短路。
③在大电流接地系统中保护线圈及引出线上的接地故障。
35KV变压器差动保护的优点是可以迅速的有选择性的切除保护范围的故障，当接线对的调试得当的时候，不会发生误动。其缺陷是对变压器内部不严重的匝间短路反映不够灵敏。差动保护和瓦斯保护一般是互相配合来完毕保护主变任务的。
二．35KV变压器差动保护错误动作分析及解决
不平衡电流增大引起误动作：
受电流互感器变流比的影响
由于变压器高压侧和低压侧的额定电流不同， 为了保证纵差动保护的可靠工作， 就必须适当选择两侧电流互感器的变流比， 使得在正常运营和外部故障时两侧二次电流相等．所以变压器差动保护不仅要比较两侧电流的幅值和相位， 还必须考虑电流互感器变流比的影响。根据差动保护整定计算过程， 差动保护高、低压侧互感器变流比原则
是： 高压侧互感器的一次额定电流要稍大于主变压器高压侧额定电流的1．732倍，低压侧互感器的一次额定电流稍大于主变压器低压侧额定电流。
差动保护用高、低压侧电流互感器变流比配置若不合适， 会引起差流增大。综合自动化变电站的微机差动保护配有制动装置， 不会产生误动。但是常规站的电磁型继电器差动保护装置。在区外大故障电流的影响下就易发生保护误动作事故。
受电流互感器接线方式的影响
例如， 对于Y，dl1接线的变压器．其两侧电流的相位差30°，这时，应当将变压器星形侧的3只电流互感器接成三角形， 而将变压器三角形侧的3只电流互感器接成星形，
从而使二次电流移相， 把二次电流的相位校正过来。
各侧电流互感器型号不同
由于变压器各侧电流互感器型号不同。即各侧电流互感器的饱和特性和励磁电流不同会引起不平衡电流． 该不平衡电流必须满足电流互感器的1O％ 误差曲线的规定。
电流互感器饱
从电流互感器的暂态传变特性可知。在外部故障、空载合闸或故障切除电压恢复的暂态过程中， 随着工频电流的非周期分量和谐波分量电流， 将使变压器差动保护两侧不同型号的电流互感器因严重的非线性饱和而不一致． 从而导致差动电流增大，致使差动保护误动作。
电流互感器断线
假如电流互感器二次回路断线，必然导致断线相电流减少，从而引起差流增大。这时，区外故障的故障电流或者空载合闸的励磁涌流就也许导致差动保护误动作。
电流互感器变流比不配套或接线错误
1． 电流互感器三相变流比不一致
三相变流比不一致， 差动继电器内就有大的环流存在，差流就大，躲过外部故障引起的不平衡电流的能力就差。导致保护误动作。比如：某变电站2号主变压器差动用高压
侧U 相电流互感器变流比为75／5．而V．W 两相电流互感器变流比为100／5． 此差动保护装置就存在误动作隐患。
2． 高、低压侧电流互感器极性相序不一致
低压侧电流互感器假如极性接反， 那么流入差动继电器的差流就是高、低压侧电流的迭加。此迭加电流极易导致差动-N 护躲但是外部故障引起的不平衡电流而频繁误动；而高压侧互感器假如极性接反(或者相序接错)，会引起相序混乱，在低压侧接线对的的情况下。差流等于两侧电流相量组成长方形的对角线．这个电流也会导致差动保护躲但是外部故障引起的不平衡电流而频繁误动。
整定值不合理或者差动继电器接线不对的
例如．差动继电器的低压侧接线绕过平衡II绕组， 这样整定值就与理论计算不一致， 致使不平衡电流增大，也会引起差动保护误动作。此外． 差动继电器短路线圈匝数也要选择适当，一般选择在C-C位置。
变压器带负荷调整分接头产生不平衡电流
带负荷调整变压器的分接头事实上就是改变变压器的变压比。假如差动保护已按照某一变压比调整好．则当分接头改换时，就会产生一个新的不平衡电流流人差动回路。此时不也许再用重新选择平衡线圈匝数的方法来消除这个不平衡电流，由于变压器的分接头经常改变，而差动保护的电流回路在带电的情况下是不能进行操作的， 只能在差动保护的整定值计算中予以考虑。
2．2 变压器励磁涌流引起误动作
空投变压器或者外部故障切除后电压恢复的过程中。由于变压器铁心中的磁通不能变， 会在变压器一次绕组中产生很大的励磁涌流，通常为其额定电流的2-6倍，最大可达8倍以上。由于励磁涌流只在充电侧流入变压器， 会在差动回路中产生很大的不平衡电流引起差动保护误动。目前运营的微机保护装置一般采用比率制动或者二次谐波制动装置， 可有效躲开励磁涌流的影响。电磁型差动继电器中一般装有速饱和变流器，也能提高保护装置规避变压器励磁涌流的能力。
运营中要避免大的空投励磁涌流的产生． 在空投前应当检查变压器挡位选择是否合适。假如所在挡位线圈的额定电压比电网电压小太多，使变压器铁心深度饱和，将进一步增大励磁涌流。
2. 3 电磁干扰的因素引起的误动作
随着微机保护技术的逐步成熟，微机保护装置在电力系统中的应用越来越广泛，电力系统保护装置的全面微机化已经是一个不可逆转的潮流。然而由于变电站开关场内的电磁环境比控制室恶劣的多，变压器差动保护装置不可避免受到外部干扰的影响。例如一些强的电磁干扰进入装置，将使装置采样异常，都将在变压器差动保护的差动回路中形成不平衡电流，导致变压器差动保护误动。为防止电磁干扰，微机保护常采用光电隔离技术，屏蔽措施来解决这一问题。
2. 4 差动保护电流互感器二次回路接触不良或开路
因互感器二次回路接触不良或开路而使纵差保护误动作的现象，年年都有发生。因此，应当加强对差回路差流的运营监视及对保护装置维护，在保护装置安装调试之后，或变压器大修后投运之前，应仔细检查电流互感器二次回路，拧紧二次回路中各接线端子的螺丝，且螺丝上应有弹簧垫或防振片。也可以采用两根电缆并联作为纵差保护的二次引线，来防止发生二次回路开路。
2．5 变压器差动保护二次回路的接地问题
电流回路存在两点接地现象，一个接地点在保护柜内，另一个在开关端子箱内。这样两个接地点之间的地电位相差较大，在雷雨天气或附近有电焊作业时，易在差动元件中产生差流使保护误动作。因此应当认真执行反措规定，在纵差保护二次电流回路中只设一个可靠接地点，该接地点宜选在保护柜内。
2．6 电流互感器二次电缆绝缘问题
在工程中，因电流互感器二次电缆绝缘减少，导致纵差保护误动作的现象也时有发生。这多是因施工单位在施工过程中，不按照规定施工，在铺设电缆时将电缆外壳划破，电缆长度不够时用两根电缆对接，在焊接电缆护管时带着电缆焊接，将电缆烫伤，这种种现象在工程中都有发生，给保护安全运营埋下了隐患。因此，在主设备检修时，定期检查电流回路二次电缆各芯线对地及各芯线之间的绝缘。用1000V绝缘电阻表测量，各绝缘电阻值应满足规程规定。此外，接端子线的外露部分尽量要短，以免因振动等因素而导致接地或相间短路。
2. 7变压器差动保护用电流互感器的选择
变压器差动保护所用的电流互感器涉及不同电压等级、不同变比、各侧型号不同，这就导致了各互感器的传变暂态特性不一致，有也许导致保护的误动或拒动。通常