1 問題的提出
微機比率制動式差動保護作為變壓器的主保護,能反映變壓器內部相間短路故障,高壓側單相接地短路及匝間層間短路故障,它較常規保護具有靈敏度高,選擇性強,接線簡單等優點。因此得到廣泛應用。但是,由于運行經驗不足,接線錯誤等原因,使差動保護投入運行后又誤動,嚴重影響了變電站安全運行。筆者曾多次參加過誤動分析和處理工作,現將自己的一些經驗體會與同行共享。
2 TA極性接線錯誤
2.1 10kV側TA極性接錯
圖1錯誤接線如下:
圖1 35kV和10kV側TA、電流變換器T1減極性接線
差動保護電流回路接線,要求變壓器35kV側TA為減極性接線: TA一次和二次側同極性兩個線頭排在同一面的接線。而變壓器10kV側TA為加極性接線; 把TA一次和二次不同極性的兩個線頭排在同一面的接線。
圖1把變壓器35kV側TA和10kV側TA極性都接成減極性接線。變壓器在正常負荷和差動保護范圍以外發生短路故障時,流進差動保護內A相、B相、C相的電流方向相同,差流為兩側TA電流之和。當差電流值大于差動保護定值時,必然引起差動保護誤動作,使變壓器兩側開關跳閘。
將10kV側TA改為加極性接線見圖2:
圖2 10kV側TA和電流變換器加極性接線
主變35kV側TA為減極性接線,10kV側TA為加極性接線。在變壓器正常負荷和差保范圍外發生短路故障時,流進差動保護的電流為兩側TA A相、B相、C相電流之差,差電流為不平衡電流,小于差動保護定值,所以差保不會發生誤動作。只有當變壓器內部和兩側TA范圍以內發生短路故障時,差動保護才會有選擇性動作,跳開變壓器兩側開關。
2.2 TA和電流變換器T1極性接線不對應主變35kV側TA和差保電流變換器T1極性接線都為減極性,而10kV側TA為加極性接線,但差保電流變換器卻為減極性接線,由于兩者極性不對應,如圖3所示。
圖3接線,在變壓器正常負荷和差動保護范圍以外發生開路時,流進差動保護的三相電流與35kV側TA三相電流方向相同。差電流為二者之和,當電流大于差動保護定值時,就會引起差動保護誤動作。將10kV側差保內的電流變換器按圖2加極性接線,使流進差動保護的兩側電流方向相反為二者之差,使保護達到有選擇性動作。
圖3 10kV TA和電流變換器極性不對應接線
3 TA的誤差
用于差動保護的TA,應保證在變壓器正常負荷和差動保護范圍以外發生短路時,TA變比誤差、角差符合要求,使流進保護的差電流近似為零。但實際上甚至選用相同型號的TA,其特性曲線也總是存在某種程度的差異。這是由于鋼導磁體特性不同及裝配的情況不同所致。因此,使導磁體的磁阻改變,并使勵磁電流改變,這就出現了TA的電流比誤差和角差。選用不同型號不同容量的TA,在二次負載Z和磁飽和程度不同時,對TA誤差影響更大。
當35kV側TA選用LR-35型100/5變比的套管變流器,10kV側也選用LR-10型200~300/5變比的套管變流時,由于套管變流器容量為15VA,在正常負荷工作狀態下,TA誤差較小,但在保護范圍以外發生短路時,由于鐵芯在已磁飽和狀態下,TA誤差增加,兩側TA流進差動保護的電流就相差很大,二者不平衡的電流I1p就大大增加,當差動保護定值避不開這個不平衡電流時,就會引起差動保護誤動作。
差動保護應選用TA的準確等級為D級(具有較大的鐵芯截面)35kV側TA選用LRD-35型。變比為150/5或以上時,每只可單獨使用。變比在100/5或以下時,可將兩只串聯使用。串聯時,變比不變,每個線圈通過全部二次電流,其磁勢等于F=2(I2W),可以增大TA的輸出容量。10kV側TA,套管變流器容量較小,伏安特性很低,應選用外附的TA。TA在投入運行前,應作極性和伏安特性變比試驗,變比誤差不超過10%,角差為7o,并按10%誤差特性條件進行校驗。
4 二次線安裝質量
二次線安裝質量較差。差動保護電流回路二次線在電流端子、設備端子處接觸不良,差動保護在投入運行前沒有認真檢查。差動保護投入運行后,差動電流突變大時,造成TA二次回路斷線,閉鎖功能退出時,造成差動保護誤動。
5 調試工作質量
5.1未進行變壓器35kV側TA相位差與平衡補償。Y、d-II組變壓器,Y側TA電流都需要校正相位。常規接線中,35kV側TA二次線接成d型進行校正相位,當接成人型時,應投入Y/d軟件功能進行平衡補償,但未進行。投入運行后,使差流過大,造成保護誤動作。
5.2保護元件損壞,產品出廠時,全部經過嚴格測試,進行“老化”試驗。安裝后廠家應做好通電前檢查工作,對差動保護功能進行傳動試驗,發現保護元件損壞或接線錯誤,必須進行更換,改成正確接線。
6 結論
對發生變壓器微機差動保護誤動的變電站,經廠家和運行單位按上述情況處理后,經測試運行數據準確,保護性能可靠。在以后的運行中,再未發生過差動保護誤動作。