第1期(总第137期)
2007年2月
山 西 电 力
SH A N XI EL ECT RI C P OW ER
No 1(Ser 137)F eb 2007
差动保护误动原因分析
吕长荣,何润强
(孝义供电支公司,山西孝义 032300)
摘要:针对LBD MT P 2411D 变压器差动保护装置的动作情况进行了分析,探讨了几种差动保护动作的原因,并逐一给出处理措施。
关键词:差动;保护;误动
中图分类号:TM 772 文献标识码:B 文章编号:1671 0320(2007)01 0058 02
收稿日期:2006 12 06,修回日期:2006 12 13作者简介:吕长荣(1965 ),男,山西孝义人,1987年毕业于太
原电力高等专科学校发配电专业,工程师;何润强(1974 ),男,山西孝义人,2001年毕业于太原理工大学电力系统及自动化专业,工程师。
0 引言
孝义供电支公司现有7个35kV 变电站,全部是无人值班变电站。新城站、石公站、驿马站、楼西站采用的是南京力导公司的DMP 300系列综自保护;西泉站采用的是北京清大高新公司的TH 300系列保护装置;王马站采用的是南京自动化所的NDB200系列保护装置;柱濮站采用的是保定浪拜迪研制开发的LBD M TP 2000系列综自装置。在运行当中,柱濮站遇到一次主变差动保护动作,现将动作情况分析如下。
1 事故概况
2005年8月19日17时53分,柱濮站2号变差动保护动作。该站有2台主变,1号变容量为5000kVA,2号变容量为6300kVA,35kV 线路两回,分别接于110kV 兑镇变电站和35kV 驿马变电站,10kV 线路5回。事故发生时的运行方式是2号变运行,1号变热备用。当时10kV 出线7648渔湾线速断保护动作,渔湾线开关跳闸。同时,2号主变差动动作,高低压开关跳开,全站失电。
2 保护动作行为分析
2 1 10kV 出线保护动作行为
10kV 出线渔湾线从保护装置采集到的数据如下。
2005年8月19日17时53分06秒233毫秒,一段动作,A 相故障!t =0 01s,I a =42 55A,
I b =0A,I c =3 06A,3I 0=0 03A,U ab =34 43V,U bc =96 79V,U ca =73 88V,3U 0=8 08V,3U 2=59 23V 。
从数据来看,这是一起10kV 线路AB 相间近距离短路引起开关跳闸,属于保护正常动作。后经线路巡检人员对10kV 出线渔湾线进行全线巡视,发现3号杆A 相断线,跌至B 相上。说明保护动作与实际情况一致。
2 2 变压器差动保护动作行为
差动保护装置是LBD M T P T 2411D,投入的是差动速断、二次谐波制动的比率差动。保护动作时T 2411D 差动装置上所采集的数据如下。
2005年8月19日17时53分06秒237毫秒,差动动作,C 相故障!t =0 0168s,I ccd =3 65A,I acd =2 05A,I ah =36 91A,I al =38 06A,I acd2=0 13A,I bcd =1 37A,I bh =32 92A,I b1=34 21A,I bcd2=0 21A,I ccd =3 65A,I ch =2 19A,I c1=4 96A,I ccd2=0 41A,I azd =37 48A ,I bzd =33 56A ,I czd =3 37A 。
差动保护相关整定定值如下。
差动定值2 6A,制动定值2 6A,比率制动系数0 55,二次谐波系数0 15,差速断定值20 8A 。
从数据来看,C 相差流为3 65A,制动电流3 37A,此时的C 相处于差动动作区,应该差动动作,见图1。
比率制动条件为I zd >制动定值,且I cd 58 研究与实践 图1 差动动作区域图 动电流)。 此例中,I zd(3 37A)>制动定值(2 6A),但I cd(3 65A)>1 85(0 55 3 37),故C相电流在动作区内二次谐波制动条件为I2>I cd K2 (I2为三相差动电流中二次谐波的最大值,I cd为某一相的差动电流,K2为二次谐波系数)。 此例中,二次谐波I2最大值为0 41A,最小的二次谐波制动电流为I cd K2=0 15 3 65= 0 5475A 故I2 从图1及分析数据来看,A相、B相在制动区,C相在动作区,保护装置跳闸是合理的。 3 故障分析及处理 3 1 一次设备的检查处理 众所周知,主变差动保护范围是高压侧电流互感器、高压开关、高压侧1刀闸、变压器、低压侧1刀闸、低压侧电流互感器。所以,上述范围内设备故障能引起差动保护正确动作。故对主变高压侧CT,高压开关、高压侧1刀闸、主变、主变低压侧1刀闸、主变低压侧CT、主变低压侧开关进行了详细的检查,未发现异常。检查瓦斯继电器,在瓦斯继电器内未发现明显气体。在A,B相大电流的冲击下,已服役几年的变压器内部线圈可能出现问题。可是从检测变压器的色谱分析看出没有放电或绝缘老化现象,并与投运前油样相比较,也无明显变化。后对主变进行预试,绝缘电阻、吸收比、介质损失因数、泄漏电流等试验数据合格,说明一次设备运行正常。 3 2 二次设备的检查处理 3 2 1 定值错误 如果是保护定值错误,会引起装置差动误动。为了证实这点,对定值重新核对。 差动电流装置要求I cd按躲过最大负荷电流条件下,流入保护装置的不平衡电流整定。一般取I cd=(0 2~0 6)I eh。而整定定值时,为防止保护误动,将整定值按I cd=I eh整定。显然,定值是没有问题的。 制动电流一般取(0 8~1)倍额定电流,定值单选择了1倍额定电流。比率系数一般取0 3~ 0 7,定值是0 55。二次谐波制动系数一般取0 15~0 25,定值是0 15。 时间定值正确,Y/!变换控制装置投入正确,差动保护出口正确。从以上数据分析看整定值正确无误,至此,由整定值错误引起差动误动的怀疑被排除。 3 2 2 电流互感器故障或极性错误 首先检查主变保护屏差动保护装置接线是否相应接入,其次是核对二次回路的电流极性、相序、相位。在对主变保护屏、主变高压侧二次电流回路A411,B411,C411与主变低压侧电流回路A451, B451,C451相比较,画出矢量图2。从矢量说明, 电流互感器接线正确。 图2 矢量图 3 2 3 差动装置故障 由于对LBD MT P T2411D型主变差动保护装置没有太多的经验,在检测该装置之前,用备件更换了该装置。为了证实更换下来的保护装置运行是否良好,首先对保护装置进行了外观检查,其次是检查直流回路和效验交流回路。根据厂家给的参数结果,各电路中主要工作点电压满足要求。由于现场没有条件给差动装置加谐波电流,后经厂家拿回去测量,发现该装置抗干扰能力差。 单从装置所采集的数据看,无论是出线动作,还是变压器差动动作都是正确的。可对变压器来说,从数据分析看,是10kV渔湾出线A,B相近距离短路,差动保护装置抗干扰能力低,躲不过穿越性电流,保护误动。 4 结论 10kV渔湾出线近距离A,B相故障,同时主变C相差动动作。这是一起典型的由于差动装置躲不过近距离的短路电流,造成变压器差动保护误动。后经厂家升级改造后,至今该差动保护装置运行正常。(下转第70页) 59 2007年2月 吕长荣,等:差动保护误动原因分析 新技术应用 i sf ?I s =i L 。通过控制APF,让K 足够大,就能使流经负载的电流不含谐波成分,变为一正弦电流, 最终完成对谐波的补偿。 U S #电源电压;Z S #电源的内部等效阻抗;U C #串联型APF 输出的补偿电压;U d #PW M 逆变器直流侧电压;Lr,Cr #抑制逆变器高频开关脉动的滤波器 图2 串联型A P F 系统结构图 图3 串联型A P F 等效电路示意图 当然,由于系统中的谐波成分较多,因此工程实际中不可能将系统中各次谐波电压都补偿掉,现 实的做法是根据系统中含量较大的或者用户负载较为敏感的那些谐波成分来选择谐波电压补偿次数和补偿度。 2 串联型APF 的PWM 逆变器控制方法 根据串联型APF 的工作原理[2],可采用定时 瞬时值比较控制方法,根据谐波电流i sh 来获得PWM 控制信号,从而驱动主电路中电力开关器件,使PWM 逆变器实时产生与U sh 成比例的谐波电压U C ,才能达到使有源电力滤波器对基波阻抗为零而对谐波呈现一定阻抗的目的,进而实现对变化的谐波进行实时跟踪补偿的目的。此外,为维持PWM 逆变器工作,控制系统还应能控制其直流侧电容电压保持恒定,这是对控制系统的基本要求。 PWM 逆变器直流侧电压的选取直接影响串联型A PF 的谐波补偿效果。若取得太小就不能产生足够幅度的补偿电压,而取得太大,则开关器件及 电容器的耐压均需要提高。所以,设计串联型APF 时应合理选取直流侧电压。 3 结论 本文中介绍采用基于电压型变流器的串联型有源滤波器,用于抵消电网中谐波电压,使电力用户的电能质量达到可以容忍的范围,从而提高用电企业的安全稳定生产水平,具有较高的的推广价值。 参考文献: [1] 姚为正,王群,等.串联型电力有源滤波器的设计[J].北 京:电力电子技术,1999(3)37 38. [2] 刘进军,等.基于瞬时无功功率理论的串联混合型单相电力 有源滤波器[J].中国电机工程学报,1997(12):37 41. [3] 陈国柱,吕征宇,等.串联混合有源滤波器设计中的几个关 键问题[J].电力系统自动化,2000(10):49 51. [4] SM EDLEY K M ,ZHOU QIAO.Unified Cons tant frequen cy Integration C on tr ol of Active Pow er Filters steady state an d Dynam ics [J ].IEEE Trans on Pow er Electronics ,2007,16(3):428 436. Discussion on the Improvement of Electric Power Quality by the Series Active Power Fliter W ANG Jin hao 1,YANG Jin biao 2,GUO Jun qin 2 (1 Shanxi Electric Power Research Institute,Taiyuan,Shanxi 030001,China;2 Jincheng Electric Power Supply C ompany,Jincheng,Shanxi 048000,C hina) Abstract:T he paper analyses br iefly the basic operation pr inciple o f a series A PF and pr oposes a monito ring method to im pro ve the po wer quality o f sensitiv e co nsumers by co nt rol appro ach of detect ing its lo ad cur rent,and puts forw ar d the par ameter design for the ma in circuit of the A PF filter. Key words:ser ies active po wer filter ;harmonics;parameter design;harmo nic vo ltag e sour ces;harmo nic compensation (上接第59页) Cause Analysis of Differential Protection Misoperation LU C hang rong,HE Run qiang (Xiaoyi Power Supply Branch of Luliang Power Supply Company,Xiaoyi,Luliang 032300,China) Abstract:T his paper ana lyses the differ ent ial protectio n operat ion o f tr ansfo rmer L BD M T P 2411D and discusses the causes o f differential pr otectio n,thus puts for war d some so lutions to so lve the miso per ation. Key words:differ ent ial;pro tection;misoperat ion 70 山 西 电 力 2007年第1期 1、变压器差动保护的工作原理 与线路纵差保护的原理相同，都是比较被保护设备各侧电流的相位和数值的大小。 2、变压器差动保护与线路差动保护的区别： 由于变压器高压侧和低压侧的额定电流不相等再加上变压器各侧电流的相位往往不相同。因此，为了保证纵差动保护的正确工作，须适当选择各侧电流互感器的变比，及各侧电流相位的补偿使得正常运行和区外短路故障时，两侧二次电流相等。例如图8-5所示的双绕组变压器，应使 8.3.2变压器纵差动保护的特点 1 、励磁涌流的特点及克服励磁涌流的方法 （1）励磁涌流： 在空载投入变压器或外部故障切除后恢复供电等情况下在空载投入变压器或外部故障切除后恢复供电等情况下，变压器励磁电流的数值可达变压器额定6～8倍变压器励磁电流通常称为励磁涌流。 （2）产生励磁涌流的原因 因为在稳态的情况下铁心中的磁通应滞后于外加电压90°，在电压瞬时值u=0瞬间合闸，铁芯中的磁通应为-Φm。但由于铁心中的磁通不能突变，因此将出现一个非周期分量的磁通+Φm，如果考虑剩磁Φr，这样经过半过周期后铁心中的磁通将达到2Φm+Φr，其幅值为如图8-6所示。此时变压器铁芯将严重饱和，通过图8-7可知此时变压器的励磁电流的数值将变得很大，达到额定电流的6～8倍，形成励磁涌流。 （3）励磁涌流的特点： ①励磁电流数值很大，并含有明显的非周期分量，使励磁电流波形明显偏于时间轴的一侧。 ②励磁涌流中含有明显的高次谐波，其中励磁涌流以2次谐波为主。 ③励磁涌流的波形出现间断角。 表8-1 励磁涌流实验数据举例 （4）克服励磁涌流对变压器纵差保护影响的措施： 采用带有速饱和变流器的差动继电器构成差动保护； ②利用二次谐波制动原理构成的差动保护； ③利用间断角原理构成的变压器差动保护； ④采用模糊识别闭锁原理构成的变压器差动保护。 2、不平衡电流产生的原因 （1）稳态情况下的不平衡电流 发电机差动保护动作原因分析 一、事故经过 2012年10月23日07时29分，网控值班员听见巨响声同时发现盘面柴发电源二103-16断路器跳闸，网控值班员立即前往网控10KV配电室发现浓烟，经检查柴发电源二103-16高压柜后盖已被甩出，柜内已烧黑。2号发电机纵差保护动作，2号发电机组跳闸。07时33分，低频保护动作，甩负荷至第5轮。07时33分41秒，1号、3号机组跳闸，全厂失电。 二、故障分析 继电保护人员随后调取事故动作报告，发现发电机差动保护动作时刻，差动电流确实已经远超过了整定值，说明在103-16柜故障时刻发抗组差动回路确实存在很大的不平衡电流。与此同时为验证发电机差动回路内一次设备是否有故障，对发电机绕组及其一次母线进行对地及相间绝缘检查，未发现异常。证明发电机等一次设备未发生故障，发抗组保护装臵本身在这次大修期间已经对保护装臵及二次回路连线可靠性及差动极性正确性进行检查均未发现有误之处。差动动作时间和103-16柜发生故障时间基本同时发生，但是就算在故障过程中产生的瞬间大电流对发电机差动回路来说也应该是一个穿越性电流，不应该对发电机差动保护产生影响。随后保护人员调取录波图进行分析，发现故障时刻发电机中性点B相电流波形严重畸变。经过计算，发电机中性点B相电流与发电机机端B相电流之差正好等于装臵 采样的差流值。 从录波图上可以看出，故障时刻发电机中性点B相电流波形发生严重畸变，且故障时刻发电机中性点B相电流与发电机机端电流在同一时刻的相位及幅值均不相同，说明故障电流对发电机中性点电流互感器和发电机机端电流互感器造成的影响不同。 三、波形畸变分析 1、从录波图上可以看出，B相电流波形开始发生畸变前一刻波形 发电机差动保护误动原因分析 ［摘要］差动保护作为发电机的主保护，能否正确动作直接影响到主设备的安全和系统的稳定运行。本篇主要介绍因线路遭受雷击引起发电机组差动保护误动原因进行分析并提出相应的整改措施及电流互感器对差动保护动作的影响进行分析。 ［关键词］差动保护；电流互感器；原因分析；整改措施 0 引言 多年来，作为主设备主保护的纵联差动(简称纵差或差动)保护，正确动作率始终在50%～60%徘徊，而零序差动保护甚至低到30%左右，这对主设备的安全和系统的稳定运行都很不利。造成这种局面的原因是多方面的，主要有设计、制造、安装调试和运行维护等。各部门都有或多或少的责任，实际工作中也在不断改进，但是“原因不明”的主设备保护不正确动作事例仍然为数不少。发电机纵差保护可以说是最简单的应用，但仍然存在“原因不明”的误动事故发生，比如在同期操作(人工或自动)过程，主要现象是由于操作不规范，偏离同期三要素(频率、电压幅值、相位)的要求，合闸时发电机发出轰鸣声，随即纵差保护跳闸。 1 发电机差动保护动作情况 山美水电站#1发电机技术改造后于2005年8月投入运行，运行后一切正常。发电机所采用的保护为河南许继集团生产的WFB-800系列保护装置。中性点和机端差动保护电流互感器均为LZZBJ9-10 A2型，10P15 /10P15 级，变比为1500/5,其中中性点电流互感器安装在发电机现场，机端电流互感器安装在新高压开关室，两者相距350m 。如图1 图1 8月23日由于35KV线路遭受雷击,A、B两相短路,雷电波虽经过了一台110KV三卷变的隔离，但还是引起发电机差动保护范围外的区外短路，导致机能差动保护动作。差动保护回路因差流存在并达到动作限值引起差动保护动作， 主变压器差动保护动作的原因及处理 一、变压器差动保护范围： 变压器差动保护的保护范围，是变压器各侧的电流互感器之间的一次连接部分，主要反应以下故障： 1、变压器引出线及内部绕组线圈的相间短路。 2、变压器绕组严重的匝间短路故障。 3、大电流接地系统中，线圈及引出线的接地故障。 4、变压器ＣＴ故障。 二、差动保护动作跳闸原因： 1、主变压器及其套管引出线发生短路故障。 2、保护二次线发生故障。 3、电流互感器短路或开路。 4、主变压器内部故障。 5、保护装置误动 三、主变压器差动保护动作跳闸处理的原则有以下几点： 1、检查主变压器外部套管及引线有无故障痕迹和异常现象。 2、如经过第1项检查，未发现异常，但曾有直流不稳定接地隐患或带直流接地运行，则考虑是否有直流两点接地故障。如果有，则应及时消除短路点，然后对变压器重新送电。差动保护和瓦斯保护共同组成变压器的主保护。差动保护作为变压器内部以及套管引出线相间短路的保护以及中性点直接接地系统侧的单相接地短路保护，同时对变压器内部绕组的匝间短路也能反应。瓦斯保护能反应变压器内部的绕组相间短路、中性点直接地系统侧的单相接地短路、绕组匝间短路、铁芯或其它部件过热或漏油等各种故障。 差动保护对变压器内部铁芯过热或因绕组接触不良造成的过热无法反应，且当绕组匝间短路时短路匝数很少时，也可能反应不出。而瓦斯保护虽然能反应变压器油箱内部的各种故障，但对于套管引出线的故障无法反应，因此，通过瓦斯保护与差动保护共同组成变压器的主保护。 四、变压器差动保护动作检查项目： 1、记录保护动作情况、打印故障录波报告。 2、检查变压器套管有无损伤、有无闪络放电痕迹变压器本体有无因内部故障引起的其它异常现象。 3、差动保护范围内所有一次设备瓷质部分是否完好，有无闪络放电痕迹变压器及各侧刀闸、避雷器、瓷瓶有无接地短路现象，有无异物落在设备上。 4、差动电流互感器本身有无异常，瓷质部分是否完整，有无闪络放电痕迹，回路有无断线接地。 5、差动保护范围外有无短路故障（其它设备有无保护动作）差动保护二次回路有无接地、短路等现象，跳闸时是否有人在差动二次回路上工作。 五、动作现象及原因分析： 1、差动保护动作跳闸的同时,如果同时有瓦斯保护动作,即使只报轻瓦斯信号,变压器内部故障的可能性极大。 2、差动保护动作跳闸前如变压器套管、引线、CT有异常声响及其它故障现 高压电动机差动保护原理及注意事项 差动保护是大型高压电气设备广泛采用的一种保护方式，2000KW以上的高压电动机一般采用差动保护，或2000kW(含2000kW)以下、具有六个引出线的重要电动机，当电流速断保护不能满足灵敏度的要求时，也装设纵差保护作为机间短路的主保护。差动保护基于被保护设备的短路故障而设，快速反应于设备内部短路故障。对被保护范围区外故障引起区内电流变化的、电动机启动瞬间的暂态峰值差流、首尾端CT不平衡电流等容易引起保护误判的电流，对于不同的差动保护原理，有不同的消除这些电流的措施。 差动保护的基本原理为检测电动机始末端的电流，比较始端电流和末端电流的相位和幅值的原理而构成的，正常情况下二者的差流为0，即流入电动机的电流等于流出电动机的电流。当电动机内部发生短路故障时，二者之间产生差流，启动保护功能，出口跳电动机的断路器。微机保护一般采用分相比差流方式。 图1 电动机差动保护单线原理接线图 为了实现这种保护，在电动机中性点侧与靠近出口端断路器处装设同一型号和同一变化的两组电流互感器TA1和TA2。两组电流互感器之间，即为纵差保护的保护区。电流互感器二次侧按循环电流法接线。设两端电流互感器一、二次侧按同极性相串的原则相连，即两个电流互感器的二次侧异极性相连，并在两连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二次电流I·12与I·22之差。继电器是反应两侧电流互感器二次电流之差而动作的，故称为差动继电器。图1所示为电动机纵差保护单线原理接线图。 在中性点不接地系统供电网络中，电动机的纵差保护一般采用两相式接线，用两个BCH-2型差动继电器或两个DL-11型电流继电器构成。如果采用DL-11型继电器，为躲过电动机启动时暂态电流的影响，可利用出口中间继电器带0.1s的延时动作于跳闸。如果是微机保护装置，则只需将CT二次分别接入保护装置即可，但要注意极性端。一般在保护装置 差动保护误动原因分析及解决措施 摘要：文章针对变压器差动保护误动率较高的现状，阐述了变压器差动保护的工作原理和作用，探究了引起变压器差动保护误动的原因，主要包括以下几方面：二次回路接线错误或设备性能欠佳、区外故障、电流互感器局部暂态饱和及和应涌流等，并提出了相应的解决措施。 关键词：差动保护；误动；和应涌流 变压器是配电网的重要组成设备，其运行状态直接影响着配电网供电的稳定性和可靠性，为了确保变压器安全、可靠的运行，通常给变压器安装差动保护装置，目前多数变压器都采用纵联差动保护为主保护。然而运行时，差动保护引起的保护误动时常出现，据相关部门的统计数据显示，某区域在2010～2013年，变压器差动保护共动作1 035次，其中误动作有237次，误动率高达22.9%，部分误动原因没有查清楚，就允许变压器继续运行，给整个配电网的可靠运行造成安全隐患。基于此，本文对变压器差动保护误动问题进行了探讨。 1 差动保护的基本工作原理及作用 1.1 基本工作原理 变压器正常运行时，高低两侧的不平衡电流近似于零，若保护区域内发生异常或者故障，同时不平衡电流数值达到差动继电器动作电流时，保护装置开始动作，跳开断路器，切断故障点。 1.2 保护作用 差动保护是相对合理、完善的快速保护之一，能准确反映出变压器绕组的各种短路，例如：相间、匝间及引出线上的相间短路等，避免变压器内部及引出线之间的各种短路导致变压器损坏的重要作用。 2 差动保护误动的原因分析及解决措施 2.1 二次回路接线错误或设备性能欠佳 经过多年运行统计可知，引起差动保护误动的一个原因是二次回路接线错误或者二次设备性能欠佳。变压器差动保护二次接线线路复杂，通常要进行三角形和星形接法的变换，现场调试时工作人员一疏忽就极易将接线弄错，主要表现在以下几方面：电流互感器极性接反、组别和相别错误。为了避免上述问题，可加强对调试安装人员进行专业技能培训，提高业务水平，在调试运行时，关键环节要重点进行检查。 2.2 区外故障 变压器差动保护误动分析及对策(一) 要：文章对微机型变压器差动保护动作的原因，从事件的形成以及保护的原理给予了详细地分析。对新建的、运行的或设备更新改造的发电厂和变电站的变压器差动保护误动提出了对策。 关键词：差动保护误动动作特性电流互感器 0引言 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，电能分配和传输，并提供电力服务。因此，变压器的正常运行是对电力系统安全、可靠、优质、经济运行的重要保证。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，虽然经过不断的改进，但是还存在一些误动作的情况，这将造成变压器的非正常停运，影响电力系统的发供电，甚至是造成系统振荡，对电力系统发供电的稳定运行是很不利的。因此对新建或设备更新改造的发电厂和变电站的变压器差动保护误动原因进行分析，并提出了防止变压器差动误动的对策。 1变压器差动保护 变压器差动保护一般包括：差动速断保护、比率差动保护、二次(五次)谐波制动的比率差动保护，不管哪种保护功能的差动保护，其差动电流都是通过变压器各侧电流的向量和得到，在变压器正常运行或者保护区外部故障时，该差动电流近似为零，当出现保护区内故障时，该差动电流增大。现以双绕组变压器为例进行说明。 1.1比率差动保护的动作特性比率差动保护的动作特性见图1。当变压器轻微故障时，例如匝间短路的圈数很少时，不带制动量，使保护在变压器轻微故障时具有较高的灵敏度。而在较严重的区外故障时，有较大的制动量，提高保护的可靠性。 二次谐波制动主要区别是故障电流还是励磁涌流，因为变压器空载投运时会产生比较大的励磁涌流，并伴随有二次谐波分量，为了使变压器不误动，采用谐波制动原理。通过判断二次谐波分量，是否达到设定值来确定是变压器故障还是变压器空载投运，从而决定比率差动保护是否动作。二次谐波制动比一般取0.12～0.18。对于有些大型的变压器，为了增加保护的可靠性，也有采用五次谐波的制动原理。 1.2差动速断保护的作用差动速断保护是在较严重的区内故障情况下，快速跳开变压器各侧断路器，切除故障点。差动速断的定值是按躲过变压器的励磁涌流，和最大运行方式下穿越性故障引起的不平衡电流，两者中的较大者。定值一般取(4～14)Ie。 2变压器差动保护误动作原因分析 根据变压器差动保护误动作可能性的大小，大致分为新建发电厂和变电站、运行中发电厂和变电站、设备更新改造的发电厂和变电站三个方面进行说明，这种分类方法并不是绝对相互区别，只是为了便于在分析问题时优先考虑现实问题。 2.1新建发电厂和变电站变压器差动保护误动作原因分析新建变电站的变压器差动保护误动作，在变压器差动保护误动作中占了较大的比 咼压电机差动保护动作的几种原因 时间：2016/1/30 点击数：526 高压电机在运行过程中特别是改造初次投产时会因接线不正确、变比选择不匹配及其他疏漏，引起电机、 变压器差动保护动作，这些问题如不能及时、准确的处理，便会影响到油气生产。我们在实践中找到了很多解决此类问题的办法，供大家共享。 1电机差动保护动作原因分析 1.1已经投产运行中的电机 已经投产运行的电机当岀现差动保护动作时，大都不是因为接线错误了，而是因为电机、电缆或保护装置岀现了问题。解决办法：对电机差动保护的定值和动作值进行比对，就能大致判断岀故障的主要原因并决定先对那些设备进行检查。一般来说，依次对电机、电缆进行绝缘测试、直阻测试，对差动回路包括电流互感器进行测试，检查是否有异常，对保护装置进行检查，也可分班同时进行检查。根据我们的经验，主要是电机内部短路、电缆短路特别是有中间接头的地方以及 CT和二次回路的问题。 投产后的电机也会因外界因素或运行方式的改变，造成电机差动保护动作。我单位卫二变电所就出现了这 种问题。卫二变高压622注水电机在正常运行时，由于给2号主变充电，造成622注水电机差动保护动作。 这个看似没有关联的操作却引起了差动保护动作。后经分析、查找、试验，发现差动电流互感器开关侧其 二次线错接在了测量级上，其电机两侧CT的特性不一致。当给 2号35kV主变充电时就会有直流分量和 谐波串到6kV电机保护回路中（具体分析不在这里赘述），造成差流过大（动作值 1.6A左右，动作整定 值1.02A ）。更改后，再次启动电机并用钱形电流表（4只表）检测二次回路，其差流正常，保护不再误 动。 2改造或新设备第一次投产时，电机差动保护动作原因分析 由于安装人员技术水平不高或是粗心或是对设备了解不够、理解偏差，对电机、保护装置改造后或是新设 备第一次投产试运行时，往往会岀现差动保护动作的现象。下面就介绍我供电服务中心所管辖的变电所岀现过的几种情况。 ⑴郭村变624高压注水电机改造后，几乎每次启动都会出现差动保护动作（动作值 6.2A-7.2A。动作整定 值5.2A ）。对装置的参数整定，CT的极性、接线进行反复检查均没问题，电机试验也正常。后来确认， 由于电机距离开关柜较远（1000m ），电机中心点CT的带负载能力不够，从而在电机直接启动时（启动电流是额定电流的4-6倍）造成差流岀现。测量电动机尾端到开关柜保护装置的接线直阻为 3.5欧，CT带 负载能力为2.2欧。我们从厂家制造了两只专用CT，二次绕组都制成保护级且变比相同，把其副边串接起 来，在不改变变比的情况下，提升了带负载能力。改造后正常。 ⑵郭村变624电机再次改造后，第一次试运行出现了差动速断跳闸，动作值30.2A，动作整定值21.7A。我们对电机、电缆、CT变比、极性及二次回路进行了检查，都没有问题。对差速的动作值与动作整定值进行比对分析，不该是电机差动CT极性接反（相角差180度），接反后其动作值应在 42A以上，更像是差 动回路或一次回路相序不对，其动作电流肯定大于 21.7A，一般小于42A。其动作值与启动电流 258 2015年9月下 的大小成正比，也可以每次启动时，用四只钳形电流表测得数据，再根据余玄定理大致算岀来理想状态下 5.1发电机比率制动式差动保护 比率制动式差动保护是发电机内部相间短路故障的主保护。 5.1.1保护原理 5.1.1.1比率差动原理。 差动动作方程如下： l op 3 I op.0 （ I res 兰 l res.0 时） l op > I op.O + S （l res — res.0） （ l res > l res.0 时） 式中：l op 为差动电流，l o P.O 为差动最小动作电流整定值，I res 为制动电流，I r es.O 为最小制动电流整定值，S 为比率制动特性的斜率。各侧电流的方向都以指向发 电机为正方向，见 图 （根据工程需要，也可将 5.1.1.2 TA 断线判别 当任一相差动电流大于0.15倍的额定电流时启动TA 断线判别程序，满足下 列条件认为 TA 断线： a. c. 5.2发电机匝间保护 发电机匝间保护作为发电机内部匝间短路的主保护。根据电厂一次设备情 况，可选择以下方案中的一种： 5.1.1。 差动电流: 1 op 制动电流: 1 res — 式中：I T ，I N 分别为机端、 见图5.1.1。 中性点电流互感器（TA ）二次侧的电流，TA 的极性 _L 氓 € % 5 TA 极性端均定义为靠近发电机侧） 本侧三相电流中至少一相电流为零； b.本侧三相电流中至少一相电流不变； 最大相电流小于1.2倍的额定电流。 5.1.1电流极性接线示意图 5.2.1故障分量负序方向（△ P2）匝间保护 该方案不需引入发电机纵向零序电压。 故障分量负序方向（△ P2）保护应装在发电机端，不仅可作为发电机内部匝间短路的主保护，还可作为发电机内部相间短路及定子绕组开焊的保护。 5.2.1.1保护原理 当发电机三相定子绕组发生相间短路、匝间短路及分支开焊等不对称故障 时，在故障点出现负序源。故障分量负序方向元件的A U2和A I2分别取自机端TV、TA，其TA极性图见图5.2.1.1,则故障分量负序功率A P2为： △ P2 =3艮〔厶『2心?2心也21 2L J A ? 式中i I2为也I2的共轭相量，申sen。2为故障分量负序方向继电器的最大灵敏 角。一般取60。~80。（也|2滞后A U2的角度）。 故障分量负序方向保护的动作判据可表示为: > E-p △》2=血e^S n 实际应用动作判据综合为: A P2 = A U2r』I ' + A U2i ”也I ' > ￡P （S S i、年为动作门槛） 保护逻辑框图见图521.2。 枣力， “ r ‘ 1 1 Um： I 1卄TA 图521.1故障分量负序方向保护极性图 关于线路光纤差动保护误动的原因分析 1、摘要 2014年5月30日晚22：57分，在内蒙杭锦旗源丰生物热电厂，发生两条线路光纤差动保护动作跳闸事故；后经调度同意恢复线路供电，在操作1#主变进行冲击合闸时，本条线路光纤差动保护动作跳闸，经检查1#主变没有任何故障，申请调度令再次恢复供电，调度同意并仅限最后一次恢复供电，当又一次次操作1#主变进行冲击合闸时，本条线路光纤差动保护动作跳闸。至此，不能正常运行。 2、基本概况及事故发生经过 内蒙杭锦旗源丰生物热电厂有两台发电机变压器组，主变高压侧为35KV系统，两路进线由上级220KV变电站引来，两路进线之间有母联开关，启动备用变压器由Ⅰ段母线供电。由于两路进线在上级变电站为同段母线输送，所以正常运行时母联合环，两台机组并列运行。听当值运行人员讲，5月30日晚22:08分，事故发生之前系统报出过TV断线、零序过压、主变过负荷故障，并且C相系统电压均为零的状况，即刻到35KV配电室巡视，最终发现在Ⅱ段主变出线柜跟前闻见焦糊味。当即汇报调度采取措施，申请调度断开35KV母联开关310，保证Ⅰ段发电机变压器组正常运行。然后意在使Ⅱ段发电机变压器组退出运行，以便检查Ⅱ段主变出线柜焦糊味的来源情况。结果在间隔50分钟后，当晚22:57分左右，2#主变差动保护动作,跳开高低压侧开关,发电机解列.Ⅰ段、Ⅱ段线路光纤差动保护莫名其秒的同时动作跳闸，1#主变高低压侧开关紧跟着也跳闸,造成全厂停电事故。 上述情况发生后，向调度汇报，申请恢复线路供电，以保厂用系统不失电安全运行。调度要求自行检查故障后在送电,在晚上23:50分,检查出2#主变出线柜C相CT接地烧毁,后向调度汇报并经调度同意恢复了供电。厂用电所带设备运转正常后，计划启动Ⅰ段发电机变压器组,调度同意.在3:49分,操作1#主变冲击合闸时，本条线路光纤差动保护动作跳闸，同时向调度汇报。在检查1#主变没有任何故障后，申请调度令,恢复杭源一回线供电.调度同意并仅限最后一次恢复供电, 4:52分, 操作1#主变冲击合闸时, 本条线路光纤差动保护再次动作跳闸,11:33分申请调度恢复本厂厂用电系统,经调度同意,在11:39分恢复了厂用电系统. 根据其它运行人员反映，在此次事故之前，也有光纤差动保护动作跳闸的事情发生，而且不只一次。并且奇怪的是，在两台机组并列运行时，想让两台机组分段运行。在分断联络开关时，线路光纤差动保护也会同时动作跳闸,两条线路全部失电。或是正常操作断开一条线路时,也会使另一条线路光纤差动保护动作跳闸，说明光纤差动保护动作非常不可靠,存在着巨大引患. 3、光纤差动保护误动的原因分析 经过认真检查,2#主变出线柜C相CT接地烧毁（一次对二次及地绝缘为零）,B相CT也有严重拉弧现象,C相CT二次侧也有拉弧过的痕迹.A、B、C相CT一次触头螺丝没有紧死，有不同程度的虚接现象。必须重新更换CT.这也说明相关装置报出TV断线、零序过压、主变过负荷故障的原因所在, C相CT接地并存在严重拉弧现象,那么 C相系 电动机差动保护的原理及应用 摘要：本文阐述了大型电动机差动保护原理。分析了差动保护的分类及对灵敏度的影响并介绍了差动原理逻辑图。 关键词：差动保护、比率差动、二次谐波闭锁比率差动 引言 大型高压电动机作为昂贵的电气主设备在发电厂，化工厂等大企业得到广泛的应用。如果发生严重故障导致电机烧毁，将严重影响生产的正常进行，造成巨大的经济损失，因此必须对其提供完善的保护。现有电动机综合保护装置主要针对中小型电动机，为其提供电流速断，热过载反时限过流，两段式定时限负序，零序电流，转子停滞，启动时间过长，频繁启动等保护功能。而对于2000KW以上特大容量电动机，则无法满足其内部故障时对保护灵敏度与速动性的要求，因而研制此装置并配合综合保护装置，为高压电动机提供更可靠更灵敏的保护措施。按照《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》GB50062的要求：2MW 及以上的电机应装设纵差保护。 一概述 为了实现这种保护，在电动机中性点侧与靠近出口端断路器处装设同一型号和同一变化的两组电流互感器TA1和TA2。两组电流互感器之间，即为纵差保护的保护区。电流互感器二次侧按循环电流法接线。设两端电流互感器一、二次侧按同极性相串的原则相连，即两个电流互感器的二次侧异极性相连，并在两连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二次电流I·12与I·22之差。继电器是反应两侧电流互感器二次电流之差而动作的，故称为差动继电器。 在中性点不接地系统供电网络中，电动机的纵差保护一般采用两相式接线，用两个BCH-2型差动继电器或两个DL-11型电流继电器构成。如果采用DL-11型继电器，为躲过电动机启动时暂态电流的影响，可利用出口中间继电器带0.1s 的延时动作于跳闸。如果是微机保护装置，则只需将CT二次分别接入保护装置即可，但要注意极性端。一般在保护装置端子上有交流量或称模拟量输入的端子，分别定义为Ia1、Ia1*、Ic1、Ic1*（电机的端电流），Ia2、Ia2*、Ic2、Ic2*（电机的中性线电流），带*的为极性端。 保护装置的原理接线图如图2所示。电流互感器应具有相同的特性，并能满足10%误差要求。 微机保护原理框图见图如下： 8.2 母线差动保护原理 ——单母线完全电流差动保护 ——高阻抗母线差动保护 ——具有比率制动特性的中阻抗母线差动保护 为了满足速动性和选择性的要求，母线保护都是按差动原理构成的。实现母线差动保护必须考虑在母线上一般连接着较多的电气元件（如线路、变压器、发电机等），因此就不能像发电机的差动保护那样，只用简单的接线加以实现。但不管母线上元件有多少，实现差动保护的基本原则仍是适用的。 （1）在正常运行以及母线范围以外故障时，在母线上所有连接元件中，流入的电流和流出的电流相等。 （2）当母线上发生故障时，所有与母线连接的元件都向故障点供给短路电流或流出残留的符合电流。 （3）从每个连接元件中电流的相位来看，在正常运行及外部故障时，至少有一个元件中的电流相位和其余元件中德电流相位是相反的。 根据原则（1）和原则（2）可构造电流差动保护，根据原则（3）可以构造电流比相式差动保护。 负荷1 电源 负荷2 1 I 2 I 3 I 3 21I I I +=负荷1 电源 负荷2 1 I 2 I 3 I 03 21=++I I I 若支路1、2、3上均安装相同变比的电流互感器，则三个电流互感器的电流之和应等于0（理想情况）。 =∑I 母线故障时的电流特征 若支路1、2、3上都安装有相同变比的电流互感器，则母线故障时，三个电流互感器的电流之和应等于短路电流（二次值）。 电源 1 I 2I 3 I 0321=+++k I I I I k I 依KCL ： 即： k I I I I -=++321 8.2.1 单母线完全电流差动保护 KD 1p I 2p I 3 p I pn I 1 s I 2 s I 3s I sn I KA I 0 11 TA 1 ===∑∑==n i pi n i si KA I n I I 正常工作时 变压器差动保护误动原因分析 前言国内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单、直观明了、经济、可靠。当电力系统发生故障时，就会伴随着电流突增、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[1]。作为变压器主保护的纵联差动(简称差动)保护，正确动作率始终在50%一60%徘徊，这对变压器的安全和系统的稳定运行很不利。造成“原因不明”的变压器不正确动作是多方面的，设计研究、制造、安装调试和运行维护部门都有或多或少的责任，虽然实际工作中各个相关的制造厂家都在不断的改进技术提高动作的可靠性，但是变压器差动误动事例仍然为数不少[2]。本文的目的在于总结自己的经验并与同行交流讨论，共同为提高变压器差动保护装置运行水平而努力。 2 差动保护误动的原因分析 2.1 励磁涌流引起变压器差动保护误动 变压器励磁涌流的特点是正常运行情况下其值很小，一般不超过变压器额定电流的3%一5%，变压器工作在磁通的线性段OS，如图1。铁芯未饱和，其相对导磁率μ很大，变压器绕组的励磁电感也很大。当发生外部短路时，由于电压下降，励磁电流更小，因此这些情况下对励磁电流的影响一般可以不考虑[3]。 图1 Φ= f (I) 和 u = f (I) 的关系曲线 当变压器空投或故障切除后电压恢复时，由于变压器铁心中的磁通急剧增大，使铁心瞬间饱和， 相对导磁率接近1，变压器绕组电感降低，伴随出现数值很大的励磁涌流，包含有很大成分的非周期分量和高次谐波分量，并以二次谐波为主，其数值可以达到额定电流的6～8倍以上，出现尖顶形状的励磁涌流，如图2，在起始瞬间励磁涌流衰减很快，对于一般中小型变压器，经0.5 ~1s后，其值不超过额定电流的0.25~0.5倍，大型变压器励磁涌流的衰减速度较慢，衰减到上述值要2~3s，既变压器的容量越大衰减越慢，同时励磁涌流波形出现间断，有间断角，此电流流入差动继电器，可能引起保护装置误动[4]。 浪涌电流和变压器的激磁涌流一样，只流过变压器一侧，在变压器空投合闸或切除外部短路的电压恢复过程中，全部激磁涌流都将流入差动回路，势必造成变压器差动保护的误动作。且在一台变压器产生激磁涌流的同时，与其并联运行的变 变压器差动保护的基本原理及逻辑图 1、变压器差动保护的工作原理 与线路纵差保护的原理相同，都是比较被保护设备各侧电流的相位和数值的大小。 2、变压器差动保护与线路差动保护的区别： 由于变压器高压侧和低压侧的额定电流不相等再加上变压器各侧电流的相位往往不相同。因此，为了保证纵差动保护的正确工作，须适当选择各侧电流互感器的变比，及各侧电流相位的补偿使得正常运行和区外短路故障时，两侧二次电流相等。例如图8-5所示的双绕组变压器，应使 8.3.2变压器纵差动保护的特点 1 、励磁涌流的特点及克服励磁涌流的方法 （1）励磁涌流： 在空载投入变压器或外部故障切除后恢复供电等情况下在空载投入变压器或外部故障切除后恢复供电等情况下，变压器励磁电流的数值可达变压器额定6～8倍变压器励磁电流通常称为励磁涌流。 （2）产生励磁涌流的原因 因为在稳态的情况下铁心中的磁通应滞后于外加电压90°，在电压瞬时值u=0瞬间合闸，铁芯中的磁通应为-Φm。但由于铁心中的磁通不能突变，因此将出现一个非周期分量的磁通+Φm，如果考虑剩磁Φr，这样 经过半过周期后铁心中的磁通将达到2Φm+Φr，其幅值为如图8-6所示。此时变压器铁芯将严重饱和，通过图8-7可知此时变压器的励磁电流的数值将变得很大，达到额定电流的6～8倍，形成励磁涌流。 （3）励磁涌流的特点： ①励磁电流数值很大，并含有明显的非周期分量，使励磁电流波形明显偏于时间轴的一侧。 ②励磁涌流中含有明显的高次谐波，其中励磁涌流以2次谐波为主。 ③励磁涌流的波形出现间断角。 表8-1 励磁涌流实验数据举例 （4）克服励磁涌流对变压器纵差保护影响的措施： 采用带有速饱和变流器的差动继电器构成差动保护； ②利用二次谐波制动原理构成的差动保护； ③利用间断角原理构成的变压器差动保护； ④采用模糊识别闭锁原理构成的变压器差动保护。 2、不平衡电流产生的原因 （1）稳态情况下的不平衡电流 电动机差动保护误动原因分析与对策 摘要：随着新建火力发电动机组容量地不断扩大，相应的辅机容量随之增大，纵联差动保护作为2MV A及以上高压电动机的主保护得到了越来越广泛地应用。介绍了电动机纵联差动保护，并针对纵联差动保护经常误动的情况，分析了电动机纵联差动保护误动作的原因，并给出了相应地解决办法，以确保机组地安全稳定运行。 关键词: 差动保护电流互感器不平衡电流 Abstract: along with the newly built thermal power motivation group capacity expands unceasingly, the corresponding auxiliary capacity increases, longitudinal differential protection of high voltage motor as2MV A and above the main protection is applied more and more widely. Introduces motor differential protection, and for longitudinal differential protection maloperation analysis often, motor differential protection maloperation cause, and gives corresponding solutions, to ensure the safe and stable operation of unit. Key words: differential protection current transformer current balance 0 引言 随着电力行业的不断发展，新建火力发电动机组容量越来越大，相应的辅机容量也随之增大。根据第9.6.1条的规定：2MV A及以上的电动机应装设纵联差动保护。对于2MV A以下中性点具有分相引线的电动机，当电流速断保护灵敏性不够时，也应装设本保护。在纵联差动保护的实际应用中，经常由于两侧电流互感器的相序、极性连接不当或电流互感器本身选择不合理等原因误动作，严重影响主要辅机的正常运转，危及机组地安全运行。为解决这个问题,须找出差动保护误动作的原因,并提出切合可行的改进措施。 1 纵联差动保护介绍 由图1可见，在不考虑电流互感器励磁电流影响的情况下，当电动机正常运行时，流过电动机绕组两侧的电流一致。以A相电流为例，电动机一次侧的电流Ia1和Ia2大小相等，方向一致，经过电流互感器转换到二次侧电流分别是Ia1’和Ia2’，从理论上讲Ia1’和Ia2’也应大小相等，方向一致。这样，流过纵联差动保护装置内部差动元件的电流就为零，差动保护不动作。当电动机内部发生相 比率差动保护实验方法 汉川供电公司石巍 主题词比率差动实验方法 随着综合自动化装置的普遍推广使用，变压器比率差动保护得到了广泛的使用，但是由于厂家众多，计算方法和保护原理略有差异，而且没有统一的实验方法，尤其是比率制动中制动特性实验不准确，给运行和维护带来了不便，下面介绍两种比较简单和实用的，用微机继电保护测试装置测试差动保护的实验方法。 一、比率差动原理简介： 差动动作方程如下： Id>Icd (Ir 制动电流的公式较多，有以下几种： Ir=︱?h-?l︱/2 (2) Ir=︱?h-?l︱(3) Ir=max｛︱?1︱，︱?2︱，︱?3︱…︱?n︱｝(4) 为方便起见，以下就采用比较简单常用的公式（3）。 由于变压器差动保护二次CT为全星形接线，对于一次绕组为Y/?，Y/Y/?，Y/?/?，Y形接线的二次电流与?形接线的二次电流有30度相位差,需要软件对所有一次绕组为Y形接线的二次电流进行相位和幅值补偿，补偿的方式为：?A=（?A’—?B’）/1.732/K hp ?B=（?B’—?C’）/1.732/K hp ?C=（?C’—?A’）/1.732/K hp 其中?A、?B、?C为补偿后的二次电流（即保护装置实时显示的电流），?A’、?B’、?C’为未经补偿的二次电流，相当与由CT输入保护装置的实际的电流。K hp为高压的平衡系数（有的保护装置采用的是乘上平衡系数），一般设定为1。 这样经过软件补偿后，在一次绕组为Y形的一侧加入单相电流时，保护会同时测到两相电流，加入A相电流，则保护同时测到A、C两相电流；加入B相电流，则保护同时测到B、A两相电流；加入C相电流，则保护同时测到C、B两相电流。 对于绕组为?形接线的二次电流就不需要软件补偿相位，只要对由于CT变比不同引起的二次电流系数进行补偿了，电流计算公式为： ?a=?a’ /K lp ?a’为未经补偿的二次电流，相当与由CT输入保护装置的实际的电流；?a为补偿后的二次电流（即保护装置实时显示的电流）。唯一要注意的是保护装置要求低压侧电流与高压侧电流反相位输入，高压侧的A相与低压侧的A相间应相差150度。K lp为低压的平衡系数（有的保护装置采用的是乘上平衡系数），与保护用的CT 第1期(总第137期) 2007年2月 山 西 电 力 SH A N XI EL ECT RI C P OW ER No 1(Ser 137)F eb 2007 差动保护误动原因分析 吕长荣,何润强 (孝义供电支公司,山西孝义 032300) 摘要:针对LBD MT P 2411D 变压器差动保护装置的动作情况进行了分析,探讨了几种差动保护动作的原因,并逐一给出处理措施。 关键词:差动;保护;误动 中图分类号:TM 772 文献标识码:B 文章编号:1671 0320(2007)01 0058 02 收稿日期:2006 12 06,修回日期:2006 12 13作者简介:吕长荣(1965 ),男,山西孝义人,1987年毕业于太 原电力高等专科学校发配电专业,工程师;何润强(1974 ),男,山西孝义人,2001年毕业于太原理工大学电力系统及自动化专业,工程师。 0 引言 孝义供电支公司现有7个35kV 变电站,全部是无人值班变电站。新城站、石公站、驿马站、楼西站采用的是南京力导公司的DMP 300系列综自保护;西泉站采用的是北京清大高新公司的TH 300系列保护装置;王马站采用的是南京自动化所的NDB200系列保护装置;柱濮站采用的是保定浪拜迪研制开发的LBD M TP 2000系列综自装置。在运行当中,柱濮站遇到一次主变差动保护动作,现将动作情况分析如下。 1 事故概况 2005年8月19日17时53分,柱濮站2号变差动保护动作。该站有2台主变,1号变容量为5000kVA,2号变容量为6300kVA,35kV 线路两回,分别接于110kV 兑镇变电站和35kV 驿马变电站,10kV 线路5回。事故发生时的运行方式是2号变运行,1号变热备用。当时10kV 出线7648渔湾线速断保护动作,渔湾线开关跳闸。同时,2号主变差动动作,高低压开关跳开,全站失电。 2 保护动作行为分析 2 1 10kV 出线保护动作行为 10kV 出线渔湾线从保护装置采集到的数据如下。 2005年8月19日17时53分06秒233毫秒,一段动作,A 相故障!t =0 01s,I a =42 55A, I b =0A,I c =3 06A,3I 0=0 03A,U ab =34 43V,U bc =96 79V,U ca =73 88V,3U 0=8 08V,3U 2=59 23V 。 从数据来看,这是一起10kV 线路AB 相间近距离短路引起开关跳闸,属于保护正常动作。后经线路巡检人员对10kV 出线渔湾线进行全线巡视,发现3号杆A 相断线,跌至B 相上。说明保护动作与实际情况一致。 2 2 变压器差动保护动作行为 差动保护装置是LBD M T P T 2411D,投入的是差动速断、二次谐波制动的比率差动。保护动作时T 2411D 差动装置上所采集的数据如下。 2005年8月19日17时53分06秒237毫秒,差动动作,C 相故障!t =0 0168s,I ccd =3 65A,I acd =2 05A,I ah =36 91A,I al =38 06A,I acd2=0 13A,I bcd =1 37A,I bh =32 92A,I b1=34 21A,I bcd2=0 21A,I ccd =3 65A,I ch =2 19A,I c1=4 96A,I ccd2=0 41A,I azd =37 48A ,I bzd =33 56A ,I czd =3 37A 。 差动保护相关整定定值如下。 差动定值2 6A,制动定值2 6A,比率制动系数0 55,二次谐波系数0 15,差速断定值20 8A 。 从数据来看,C 相差流为3 65A,制动电流3 37A,此时的C 相处于差动动作区,应该差动动作,见图1。 比率制动条件为I zd >制动定值,且I cd 对于容量较大的变压器，纵差保护是必不可少的主保护，他可以反应变压器绕组、套管及引出线的故障，与气体保护相配合作为变压器的主保护，在现场新站调试送电时我们会遇到主变差动误跳的的现象，下面我来分析一下其原因和解决方法： 1．定值不合理造成主变差动保护误动作 a.差动速断定值和二次谐波制动的比率差动定值选择不正确造成误动作。 差动速断是在较严重的区内故障情况下，快速跳开变压器各侧的断路器，切除故障点。差动速断的定值是按躲过变压器的励磁涌流和最大运行方式下，穿越性故障引起的不平衡电流，两者中的较大者。定值一般取(4～14)Ie。若计算定值的时候根据以往运行经验，将差动速断定值取为（4～8）Ie。这样，就会造成主变在空载合闸时断路器出现误跳。 比率差动是当变压器内部出现轻微故障时，例如匝间短路的圈数很少时，保护不带制动量动作跳开各侧的断路器，使保护在变压器轻微故障时具有较高的灵敏度；而在区外故障时，通过一定的比率进行制动，提高保护的可靠性；同时利用变压器空载合闸时，产生的二次谐波量来区别是故障电流还是励磁涌流，实现保护制动。一般差动电流和制动电流都在额定情况下计算得到，但现场变压器却在一般运行方式下，由于电流互感器变比、变压器调压、变压器励磁涌流、计算误差的影响，就会导致变压器实际运行时形成一定的差电流，导致比率差动保护误动作。 b.二次差动电流互感器接线方式整定值选择不正确造成误动作。对于微机保护来说，实现高、低压侧电流相角的转移由软件来完成，不管高压侧是采用Y型接线还是采用△型接线，都能得到正确的差动电流，对于变压器差动保护来说，如果二次TA接线方式整定值选择不正确，就不能实现高压侧相角的转移，高低压侧差电流在正常运行情况下就不能平衡，从而造成差动保护误动作。 2. 接线错误造成主变差动保护误动作 a.差动电流互感器二次接线极性接反导致误动作。对于微机保护来说，实现差动电流的计算由软件来完成，不管是采用加的算法还是采用减的算法都能得到差动电流。 从电磁感应知道，电流互感器有极性，也就是同名端，主变差动回路电流互感器的同名端指向母线侧还是指向变压器，将对差动电流的计算结果正确与否有直接影响。 b.相序接反导致误动作。电力系统正常地相序为正序，也就是以A相为基准，B相比A 相超前120°，C相比A相滞后120°。如果主变任意一侧的TA出现相序接错的情况，就会形成差电流，导致主变差动保护误动作。 c. 差动电流互感器中性线没有按照一点接地原则接线导致误动作。差动保护的二次电差动保护的工作原理
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