对变压器微机差动保护误动原因的分析探讨

变压器差动保护误动的原因与对策摘要：电力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。

一旦发生故障遭到损坏，就要造成很大的经济损失，同时对地区的供电造成影响，因此一定要有完善可靠的继电保护装置来确保护其正常的工作；同时防止任何情况下的误动也是一项十分重要的工作，本文将从几个面来探讨变压器差动保护的误动原因以及防止措施。

关键字：变压器差动保护误动中图分类号：tm4文献标识码： a 文章编号：一.引言差动保护是变压器的主保护，其原理是反应流人和流出被保护变压器各端的电流差。

变压器在电力系统中的主要作用是变换电压，以利于电功率的传输和电能的分配，是发电厂、电网、用户之间的桥梁和纽带。

为了防止因为变压器产生故障而给电力系统的安全性和可靠性带来影响，对电力变压器采取了多种保护措施，变压器差动保护误动就是其中最为普遍的一种做法。

然而，系统运行中发现，因为电流不平衡、励磁涌流等因素经常会导致差动保护发生误动现象，更为重要的是差动保护误动经常影响到整个电力系统的安全可靠运行。

所以，关于变压器差动保护误动问题的研究具有十分重要的意义和价值。

二.变压器的差动保护概括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。

差动保护的工作原理基尔霍夫电流定律，当变压器正常工作或区外故障时，内部不消耗能量，则流入变压器的电流和流出电流(折算后的电流)相等，差动保护不动作。

当变压器内部故障时，内部消耗能量，由电源侧向变压器内部提供短路电流，差动保护感受到差电流，差动保护动作。

差动保护由比率差动和差动速断两个保护功能组成。

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。

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。

对变压器微机差动保护误动原因的分析探讨作者：杜兆慧来源：《科技创新导报》2012年第01期摘要:微机比率制动式差动保护作为变压器的主保护,它因有灵敏度高,选择性强,接线简单的优点而得到广泛应用。

但是,由于运行经验不足、接线错误、设计错误等原因,使实际运行中常出现投入运行又误动的现象,严重影响到了变电站安全运行。

本文对微机变压器差动保护装置投入运行后误动原因进行了分析,并提出改进措施。

关键词:励磁涌流不平衡电流接线错误 TA误差设计缺陷中图分类号:TM772 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2012)01(a)-0078-011 问题的提出微机比率制动式差动保护作为变压器的主保护,能反映变压器内部相间短路故障,高压侧单相接地短路及匝间层间短路等故障。

它较常规保护具有灵敏度高,选择性强,接线简单等优点,因此得到广泛应用。

但是,由于种种原因使差动保护投入运行后又误动,严重影响了变电站安全运行。

2 差动保护误动原因的分析及措施2.1 励磁涌流造成的误动当变压器空载投入和外部故障切除后电压恢复时,因铁心饱和及存在剩磁会出现很大的励磁电流即励磁涌流,其特点是含有很大成分的非周期分量、含有大量的高次谐波分量且以二次谐波为主、波形之间有间断,对于三相交流变压器,由于三相之间相差120°,所以任何瞬间合闸至少有两相出现不同的励磁涌流,容易在合闸瞬间引起变压器差动保护误动,而在稳态运行及差动范围外发生故障时则影响不大。

变压器微机差动保护中常用的涌流闭锁方法有二次谐波制动、间断角闭锁、波形对称原理等,基本能够有效解决励磁涌流造成的误动。

2.2 不平衡电流造成的误动从理论上讲,变压器在正常运行和区外故障时,应该有Ij=I1"- I2"=0(Ij:二次计算电流;I1"、I2"为变压器高低压侧二次电流)。

然而,由于变压器在结构和运行上的特点,实际运行中很多因素使Ij=Ibp≠0,(Ibp为不平衡电流),即当保护范围内无故障时也存在不平衡电流,这些不平衡电流有可能引起保护误动。

变压器差动保护误动原因及防范措施的探讨【摘要】本文简单介绍了变压器差动保护的原理，从生产实际出发总结及分析了运行中变压器差动保护误动的常见原因，并针对这些误动原因提出具体有效的防范措施——通过极性试验、带负荷测试等试验方法及在运行维护中采取措施防止变压器差动保护误动，在生产中具有一定的实际应用价值。

【关键词】差动保护；误动；试验；运行维护；防误动引言变压器作为电力系统中的电能传递元件在电力系统中有着重要的地位，而且变压器的造价高损坏修复不易。

变压器的安全运行对电网的安全稳定运行有重要的意义。

差动保护是变压器的主保护，它对变压器安全运行起着极其重要的作用，其误动会对设备及电网的安全运行造成重大影响。

然而变压器差动保护的误动事件时有发生，如笔者所在的江门供电局的220kV恩平变电站于2006年就曾发生了主变差动保护误动的事故，对电网的正常供电产生了严重的影响。

故研究防止变压器差动保护误动对电网的安全运行有重大意义。

目前国内外研究防止主变差动保护误动多是针对怎样改善微机差动保护装置本身的研究，如采用新算法、新判据等。

然而笔者作为电力生产一线人员更关心的是在保护装置及CT等设备已定的情况下怎样在生产运行过程中防止其的误动。

在实际生产现场由于安装质量出现问题接线错误、调试工作没到位及装置的内部控制字的整定错误等原因使差动保护误动时有发生。

但这方面的总结及研究不多，本文笔者主要从生产实际出发总结及提出防止由上述原因所产生的误动的方法，具有一定的实际意义。

2常见误动原因分析由于安装质量出现问题接线错误、调试工作没到位及装置的内部控制字的整定错误等原因使差动保护误动时有发生。

现针对常见的误动原因分析如下。

2.1内部控制字的整定错误造成的误动笔者所在的江门供电局就曾发生由该原因引起的误动。

现对事故的过程及原因分析进行详细介绍。

2.1.1事故过程及初步检查结果2006年9月6日13时30分，220kV恩平站220kV圣恩线发生BC相接地故障，高频保护及阻抗I段保护动作，跳圣恩线两侧开关。

变压器励磁涌流引起线路差动保护误动分析变压器励磁涌流是指当变压器通电时，由于磁路的存在导致瞬态电流增大，这种瞬态电流称为励磁涌流。

励磁涌流一般在变压器通电后的几个周期内逐渐减小并趋于稳定。

然而，励磁涌流的存在可能会引起线路差动保护的误动，从而导致保护装置误动跳闸。

下面对这一问题进行详细分析：首先，励磁涌流引起线路差动保护误动的原因主要有两方面：1.励磁涌流造成的差动电流：当励磁涌流通过变压器的绕组时，会引起电流相位和大小的差别，形成差动电流。

这会导致差动保护动作，误判为线路故障。

2.励磁涌流带来的谐波电流：励磁涌流中常含有很多谐波成分，特别是2次和3次谐波。

这些谐波电流会经过线路的绕组，产生线路差动保护的误判。

其次，线路差动保护误动的分析主要从两个方面入手：1.励磁涌流的大小和减小趋势：首先需要了解励磁涌流的大小及其减小的趋势。

通过实际测量和计算分析，可以确定励磁涌流的大小，以及其在变压器通电后的几个周期内的变化情况。

这样可以为保护装置的调整提供参考依据。

2.励磁涌流引起的差动电流和谐波电流：其次需要计算励磁涌流引起的差动电流以及谐波电流。

可以通过建立励磁涌流的模型，计算励磁涌流对不同线路绕组的影响，得出相应的差动电流和谐波电流。

根据这些计算结果，分析差动保护装置可能的误动情况。

最后，根据上述分析，可以采取一系列措施来减小变压器励磁涌流引起的线路差动保护误动：1.调整保护装置的动作阈值：根据励磁涌流的特点和分析结果，适当调整保护装置的动作阈值，使其能够识别出真正的故障信号，并避免误动。

2.加装滤波器：通过在变压器的绕组或者线路的末端加装滤波器，可以有效地减小励磁涌流带来的谐波成分，从而避免谐波电流对差动保护的干扰。

3.优化变压器的设计：在变压器的设计和制造过程中，可以采取一些措施，如合理设置变压器的磁路和绕组结构，减小励磁涌流的大小和持续时间。

4.增加辅助保护手段：在线路差动保护的基础上，增加其他的辅助保护手段，如零序电流保护、过零保护等，可以提高差动保护的可靠性和准确性。

励磁涌流引起变压器差动保护误动分析及对策
一、变压器差动保护误动原因分析
1、变压器差动保护设置有误。

变压器差动保护的参数和设定不当是
变压器差动保护误动的主要原因，尤其是比较灵敏的变压器差动保护参数
设置有误，更容易出现变压器差动保护误动。

2、漏电流有变动。

比如变压器内部有漏电变化时，会引起变压器差
动保护误动。

3、异常电磁涌流。

异常电磁涌流可以跨晶闸发生，引起变压器内部
瞬间电流的突然变动，从而导致变压器放电，保护装置误动。

4、变压器负载变化。

变压器负载变化引起变压器内部瞬态电流变化，可以引起变压器差动保护误动。

二、针对磁涌流引起变压器差动误动的对策
1、保护装置设置。

应恰当设置变压器差动保护的参数，让变压器保
护合理，既可以快速保护变压器，又可以减少误动，所以变压器差动保护
设置应当要放在较高的位置。

2、安装过电压保护器。

安装过电压保护器，能有效地消除变压器由
于发生异常电磁涌流时引起的击穿，从而降低瞬间电流，减少变压器误动。

3、安装滤波电容器。

安装滤波电容器，可以缓解变压器产生的异常
电磁涌流，从而降低瞬间电流，减少变压器差动保护误动。

4、采用抗干扰技术。

穿越性故障引起变压器微机差速断保护误动作的原因及措施龚学长摘 要 变压器微机差动保护中，当外部发生近端穿越性故障时，引起差动速断保护误动作。

本文从短路暂态过程入手，论述了引起差动速断保护误动的原因及改进措施。

目前，在电气化铁路牵引变电所牵引变压器微机差动保护中，当发生变压器低压侧近端穿越性短路故障时，个别厂家的保护装置多次发生差动速断保护误动作，并认为是电流互感器饱和造成差动速断保护动作。

电流互感器会不会饱和呢？它的饱和电流又是多大呢？差动速断保护为什么会动作呢？由于本案例中的高压侧电流波形录波已严重畸变，因此本文从短路暂态过程入手，并根据平衡变压器的电流分配原理，将低压侧电流还原至高压侧，分析说明差动速断保护误动的原因及改进措施。

一、电流互感器的饱和电流：在电流互感器交接试验时，都要对电流互感器进行电磁饱和性试验（伏安特性试验），以确定电流互感器在误差允许的情况下的电流过载倍数。

试验接线如图1，图中被试电流互感器的一次侧开路，在二次侧经一调压变压器TB和电流表A向流互的二次侧输入一50HZ交流电流，电流由零逐渐升至5A，并在不同电流下记录电流互感器二次侧的电压。

当电流增大而电压基本不变时即为电流互感器的的磁饱和点。

表1是宝成线江油牵引变电所110kV和27.5kV电流互感器在交接试验时的伏安特性。

图1 电流互感器伏安特性试验接线原表1 电流互感器伏安特性流互名称：LCWB-110，额定电压：110kV，变比：315/5 容量:50VA输入电流（A）0．5 1 1．5 2 2．5 3 3．5 4 4．5 5 输入电压（V）172 190 195 199 200 202 203 205 206 206 流互名称：LZBJ-27.5，额定电压：27.5kV，变比：1500/5 容量:20VA输入电流（A）0．5 1 1．5 2 2．5 3 3．5 4 4．5 5 输入电压（V）219 228 236 238 240 241 241 244 244 244 流互名称：LZBJ-27.5，额定电压：27.5kV，变比：600/5 容量:20VA输入电流（A）0．5 1 1．5 2 2．5 3 3．5 4 4．5 5 输入电压（V）160 170 200 217 220 221 223 225 225.5 226电流互感器正常运行，容量为50VA容量时，电流互感器的二次负载阻抗要求小于2Ω，20VA容量的二次负载小于0.8Ω。

变压器差动保护误动原因分析及防范措施摘要：某变电站投产试运行过程中出现变压器差动保护误动作，导致该变电站无法正常投产。

文章首先对变压器差动保护的误动情况进行简要阐述，其次对差动保护定值设定原理进行研究，并对所出现的差动保护误动问题加以分析和探讨，最后提出防止差动保护误动的有效建议，确保变压器差动保护可靠准确动作，保证设备安全供电，为同行业提供了经验借鉴。

关键词：试运行；变压器；差动保护；误动分析；防范措施1概述某变电站B投产前，进行送电试运行。

B由A通过10.5kV/10.5kV隔离变压器经海缆供电，变电站B通过变压器降压至400V，供变电站正常生产。

投产初次送电时，变电站A先合闸VCB107投运隔离变压器，变电站B合闸VCB201投运主变给本站供电，在变电站B轻载试运行时，出现变电站A开关柜VCB107综保装置差动保护故障，变电站A电缆柜VCB110、变电站B开关VCB201欠压保护跳闸。

2差动保护基本原理变压器差动保护的基本原理通过检测输入、输出电流的差值Id，当该差值达到预设的动作值，即触发保护元件动作。

变压器两侧均安装了电流互感器(CurrentTransformer,CT)，差动保护装置可作用于变压器绕组内部及其各种相间及匝间短路故障。

当变压器正常运行或发生外部短路时,Id=I'1-I'2≈0。

当变压器内部发生相间短路故障时，I'2改变了方向或等于零（无电源侧），此时Id=I'1+I'2＞0，当Id超过所设置的定值时，将促使继电器可靠动作，跳开两侧的断路器，使故障设备断开电源。

3差动保护定值设定原理变压器外部故障时，差动保护有可靠的制动作用，同时又能保证在内部故障时有较高的灵敏度。

差动保护通常采用比率制动特性，利用故障时的短路电流来实现制动，使保护动作电流随制动电流的增加而增加。

当外部故障时，虽然会产生不平衡电流，但外部故障短路电流越大，制动电流越大，差动电流也越大，从而差动保护不会误动作。

探讨变压器差动保护误动原因李加(黑龙江华电佳木斯发电有限公司，黑龙江佳木斯154000)应用科技[摘要】微机比率制动式差动保护作为变压器的主保护，具有灵敏度高，选择陛强，接线简单等伲最，由于运行经验不足，接线错误等原因，使差动保护投入运行后又误动，本文对缀机．型变压器差动保护误动的原因进行了分析。

并提出了政进措施。

陕键词】差动保护；误动；动作特性；电流互感器电力变压器承担着电压变换，电能分配和传输，并提供电力服务。

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，还存在一些误动作的情况，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。

1变压器差动保护变压器差动保护包括：差动速断保护、比率差动保护、二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。

L1比率差动保护的动作栉巨图1比率差动睬护的动作凇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。

通过比较各项差流中二次谐波分量对基波分量的百分比与整定值的大小。

当大于整定值时，认为该相差流为励磁涌流，闭锁差动元件。

二次谐波制动比一般取0．12～Q180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。

12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，佑％速跳开变压器各侧断路器，切除故障点。

其动作不受差流波形畸变或差流中谐波的影响，只反应差电流的有效值，当大于整定值时立即作用出口。

变压器差动保护常见误动原因分析变压差动保护装置误动的二次回路原因引起变压器差动保护误动和区外故障引起变压器差动保护误动，接下来继续为您介绍有关变压器差动保护误动的原因及分析。

恢复性励磁涌流变压器差动保护也出现区外故障切除后误动的事件，主要和恢复性涌流相关，变压器经历外部故障切除扰动可以按故障电流是否流经变压器来划分成2种情况：一种是短路时故障电流不流过变压器;另一种是故障电流流过变压器。

图2(a)为变压器发生外部故障的系统接线示意图，假设在t=0时刻故障点K发生三相短路故障，在t=:时刻故障被切除，此时励磁绕组电压变化如图2(b)所示。

可见，外部故障的切除，变压器铁心经历类似合闸过的过程，会形成恢复性涌流，可能导致铁心饱和。

变压器差动保护外部故障及切除过程变压器差动保护励磁绕组电压图2外部故障切除示意图及此过程中励磁绕组的电压恢复性涌流是否能够导致变压器差动保护误动，研究标明:故障切除越快，恢复涌流产生的可能性越小;故障切除越慢，恢复涌流产生的越大。

对于超高压电网，故障切除快，电压支撑强，恢复涌流一般较难产生;考虑到故障电流流过变压器的情况下，变压器在外部故障切除时受到电流自然过零切除的约束，同时受外部故障的严重程度(主要指变压器励磁支路电压的降低程度)的影响，因此变压器区外故障切除后的电压恢复过程被认为与变压器的空载合闸过程存在一定的差别，变压器外部故障切除后形成的恢复性涌流与故障传递剩磁有较大关系，恢复性涌流的峰值与典型的空载合闸涌流峰值相比明显较小，但是二次谐波含量并不低，难以引起差动保护的误动。

TA局部暂态饱和引起的差动保护误动TA局部暂态饱和与TA暂态不一致应该来说本质上是一致的[[4]。

分析表明，TA暂态特性不一致形成的差电流很可能是造成差动保护区外故障切除后误动的原因。

因为变压器在外部故障扰动期间，TA暂态特性的不一致将形成差电流，且随着外部故障的切除逐渐消失，此时差动保护呈现出以下几个特征:(1)变压器两侧差流包含TA引起的差电流和恢复性涌流两部分，差动保护动作量较大;(2)恢复性涌流二次谐波含量因为TA引起的差电流的存在而降低，二次谐波制动判据可能失效;(3)差动保护制动量因为电流从故障电流恢复成正常的负荷电流，明显减小。

—358—技术改造1变压器差动保护原理分析就差动保护的原理来说，就是在变压器的各侧绕组上安装电流互感器CT ，同时根据回路电流法对二次绕组进行接线，而各侧的CT 端子引出线，可以根据同极性方向对其进行连接，并且将差动继电器串入其中。

此时，在差动继电器中所流过的电流，实际上是变压器各侧二次电流的差值。

当区外出现故障或者在正常运行的前提下，差动继电器中流过的差流应该等于零。

差动保护需要在以下几种情况下对数据进行处理：(1)对于变压器中，不同侧的电流互感器，进行二次电流移相；(2)当过滤区外发生接地故障以后，变压器中所流过的电流为零序电流；（3）对变压器各侧的电流互感器中的二次电流，需要采用平衡系数的方式对其进行折算。

2变压器差动保护误动的主要因素2.1不平衡电流正常运行状态下，变压器差动保护继电器不会检测到差流。

但是如果发生外部短路故障，外部流经一个非常大的短路电流，同时短路电流的暂态特性中含有大量非周期和谐波电流分量，使得励磁电流急剧增大。

其中，单项变压器的参数经过折算以后，所获得的等效电路为图1显示的结果：在电流互感器中所流经的I1（一次电流）为饱和状态，而低压侧的互感器中I2（二次负载电流）无法及时出现变化，所以就会有不平衡的电流进入到变压器差动继电器中。

此时，如果系统中的不平衡电流，在一瞬间就达到峰值状态，就会使得继电器出现误动作的现象。

所以，需要减小甚至避免不平衡电流的出现，提高变压器差动保护的作用。

图1双绕组单项变压器等效电路2.2 CT 二次回路断线如果变压器不同侧的接线组别不一致，则由于高低压侧电流存在相位差，从而差动回路会产生不平衡电流。

传统的差动保护对此的处理方法是：改变CT 二次回路接线来实现一次组别的“相位补偿”。

例如双绕组变压器最通常采用的是Y/dll 接线，该种接线方法使得一次三角形侧电流相位超前一次星形侧电流300度，而二次回路的接线应该对星形侧连接成为三角形，同时三角形侧的CT 需要连接形成星形，使得差动继电器的差流相位等于0。