变压器过流保护不正确动作原因及措施

变压器过流保护不正确动作原因及措施

李琪

（四川明星电力股份有限公司四川遂宁629000）

摘要：目前，在电力工程这一领域，我国处于新型的高速发展阶段。电力资源早已成为我国总资源中不可替代的重要部分。在电力资源中，电力系统能否运行稳定直接影响到了人们的日常生活。在这个科学技术日益迅速发展的新时代，充沛的电力资源为很多新型的科技产品的问世提供了能量基础，电力系统占据了大到国家国防、小到家庭电器等诸多领域。电力系统的稳定运行与电网建设有着密不可分的关系，而作为电网中最无法取代的重要组成部分——变压器，它关乎到了电网的安全与稳定，是电网系统的灵魂。纵观国情，变压器过流保护不正确动作现象的频频产生，已经严重影响到了电力系统的稳定运行。本文就此进行了探讨。

关键词：变压器；不正确动作；过流保护；原因

1.引言

变压器作为电网系统中的关键组成部分，它的稳定运行对促进电力系统的稳定起到了重要的保障作用。反观现实，由于诸多原因的存在，导致了变压器在其运作中产生了不稳定的现象，进一步影响到了电网系统的稳定运行。究其主要原因是变压器过流保护不正确动作现象的发生。目前，端子接触不良、模块性能老化以及电缆短路等诸多因素是变压器过流保护不正确动作产生的常发原因，同时运营管理部门，制造部门和基建等部门的失职也是造成变压器过流保护不正确动作的原因。

2具体案例分析

2.1案例

2017年2月17日20时57分，某供电所变电站A110kVL1线进入负荷厂区的29#铁塔户外电缆终端头发生C相接地转B、C相两相永久性接地故障，110kV线路开关跳闸，重合不成功后，110kV线路接地距离和零序II段保护后加速动作，第二次跳闸时，开关拒动，造成该站#1主变三侧开关、#2主变高压侧开关越级跳闸，之后，与变电站A通过110kVL2线相连的110kV变电站B内的#1主变、#2主变间隙过压保护跳闸。

2.2原因分析

故障前变电站A#1、#2主变并列运行，220kV、110kV中性点均在#1主变接地，220kV母线并列运行，110kV母线并列运行。故障前变电站A主接线示意简图如下：

图1故障前系统接线示意简图

110kV线路发生永久接地故障，开关拒动后，按保护配合原则，#1主变110kV侧零序方向过流I段保护应动作，但#1主变零序方向元件接反，将正向故障判为反向，导致#1主变零序方向过流I段保护拒动（4.5A1.5″跳母联2.0″跳本侧），110kV母联开关和#1主变110kV侧开关未跳闸，当故障持续4s后，由不带方向的零序过流保护动作，跳开#1主变三侧。#1主变三侧跳开后，该变电站110kV系统变为不接地系统，当时110kV线路故障依然存在，中性点不接地的变压器在中性点产生过电压，因此与该站通过110kVL2线相连的变电站B内的#1主变、#2主变间隙过压保护达到动作定值而跳闸。

由于变电站A110kV母联未设专用母联保护，在此种情况下无法跳闸，使得2#主变与故障点无法隔离，此时故障进一步转换为BC相永久性接地故障，#2主变通过高压侧复压过流保护动作，#2主变高压侧跳闸。该站110kV母线全部失压。

另外方向元件电压量来自110kV侧的主要原因是为了避免电压死区出现在保护安装处的三相短路处。投运之前，已经核对过1#主变各侧的电流互感器和电压互感器的相序和极性，并且准确无误。变压器带负荷投运之后，为了确保变压器差动保护和后备保护接线的准确，工作人员采用了六角图法进行检验。作为属于定型装置的变压器保护装置顺利通过了现场模拟试验和带负荷试验，它的准确性得到科学考量。通过精确研究，发现了两个原因使得1#主变低压侧复压闭锁方向过流Ⅰ段保护未动作的产生。

2.3保护动作情况

下面介绍了1#主变后备保护配置和它的整体状况。在110kV侧配置两段复压闭锁过流保护的Ⅰ段带方向指向母线，二次值的电流定值（下面的电流值都是二次值）是11.2A，Ⅰ段Ⅰ时限1.5秒跳开母联110开关，Ⅰ段Ⅱ时限1.8秒跳开1#主变101开关；Ⅱ段不带方向，电流定值为8.5A，2.1秒跳开1#主变各侧开关。110kV侧配置一段复压闭锁过流保护，不带方向，电流定值为7.8A，2.1秒跳开1#主变各侧开关。主变后备保护的动作过程在故障产生时是以下情况。16：29分，1#主变110kV侧复压闭锁过流Ⅱ段保护动作，跳开1#主变701开关、101开关，故障电流为19A；16：29分，1#主变110kV侧复压过流保护动作，跳开1#主变701开关、101开关，故障电流为16A。

2.4解决方案

纵观此次事故，结合变电所变压器的维护状况，提出两种解决办法。（1）现场保护人员应按具体的规程规范的要求，认真做好继电保护定期校验工作，对各类继电保护装置方向元件的正确性要认真复核，并对装置进行带开关传动，确保装置正确动作。

（2）在今后基建、更改项目中，为避免方向接反，主变零序后备保护的方向元件不宜接中性点CT，其方向元件应通过保护装置自产3U0、3I0实现。。

3变压器在运行维护管理方面的原因

在电力系统中，变压器扮演了一个维护电力运行安全稳定的角色。在运行过程中，过流保护不正确动作在管理、运营和维护等方面产生的原因对电力系统的稳定运行产生负面作用。

3.1电流模块、端子接线以及继电器接线盒的原因

在这个高速发展的时代，社会的进步的同时伴随着与生活水平与质量的提高，与之剧增的还有人们的日常用电量。日益老化的差动保护电流测量模块导致变压器内部差流的形成是变压器过流保护不正确动作出现的原因之一，这一原因使得差动保护开关出现跳闸现象。与此同时，变电器高压侧电流端子接线接触不良所形成的线路障碍造成了当前的电流差动值不同于原来的定值，这便催生了保护误动。除此之外，瓦斯保护的继电器盒温度过高，原因是不恰当的接线所致。这种过高的温度为绝缘胶皮被轻易击穿提供了可能，这又产生了变压器开关误动的恶性循环。

3.2外皮划破、电缆短路以及端子松动产生的原因

在运转过程中，多种未知原因的存在造成了变压器的运行故障。变压器差动误动的产生由于电缆短路、外皮划破受损及端子松动等诸多原因，进一步威胁到电力系统能否稳定运行。一般情况下，在配电网中，变压器开关跳闸是由于变电器在重瓦斯保护电路发生了短路现象。安装施工时，工作人员若稍有不慎，瓦斯保护的电缆外皮极易受损，加之下雨受潮的恶劣环境的影响，这时有较高的几率发生过流保护不正确动作，除这种现象以外，电路中端子松动而导致的差动保护误动现象也同时存在。

3.3万用表和侧压板的误用原因

当前，电力系统中变压器能否稳定运行直接影响到用户的用电。变压器需要进行适当的测验，测验过程中用到的主要工具就是测量压板和万用表。过流保护不正确动作在测试过程中也有可能发生。比如不正确的使用测试压板而造成的接地和运用万用表时调档过程中出现的错误都会导致过流保护动作不正确，从而使变压器运行不稳定，最终影响到整个电力系统。

4变压器在制造方面的原因

现在变压器的过流保护不正确动作发生的原因不仅仅归咎于维护管理方面，在制造的过程中也出现了很大的问题。

变电器在制造方面的种种原因使得过流保护不正确动作现象的产生，从而导致变电器在运行的过程中危害到电网的安全稳定的运行。在制造方面，造成变电器故障的主要原因就是制造的质量、原理的漏洞和制造原件的损坏。线路发生接地故障是由于继电器的螺丝松动致使延时，正是因为如此，造成了变压器中过流误动。变压器中的主变系统的跳闸衍生了诸多与此联系的制动保护电阻的脱焊现象，这也大力促成了过流保护不正确动作。另外一个原因是位于变压器出口处的继电器长期使用导致的老化致使节点击穿。

5变压器在基建方面的原因

变压器发生故障的主要原因还包括基建方面等的因素。变压器过流保护不正确动作现象的产生是由于基建过程中的误触和调试现象。在调试主变电压的过程中，如果测试压板间较小的断开的间隙而导致测试压板被误触的现象，在一定程度上会造成压板的导通。而在这个流程中，过大的电流很有可能致使变压器的过流误动，除此之外在施工的过程中，工作人员如果无意误碰二次回路也会产生较大电流，从而导致过流保护不正确动作现象产生。

6结束语

我国各个领域的发展与建设需要一个稳定的电力系统的支持。而在电力系统中，变压器又占据了很大的比重。因此，一旦变压器出现了障碍，则会严重影响到电力系统的稳定运行，而变压器产生故障的重要体现是过流保护的不正确动作现象。本文对于这种现象进行了深刻探讨与论述，愿文章对研究变压器的稳定运行起到推波助澜的作用。

参考文献：

[1]国家电力调度通信中心．国家电网公司继电保护培训教材[M]．北京：中国电力出版社，2009．

[2]洪涛.变压器保护不正确动作原因分析[J].中国电力教育，2017（3）：144-145.

[3]邵玉峰.变压器过流保护不正确动作原因的探讨[J].通讯世界，2017（11）：244.

作者简介：李琪（1975.6-），男，本科，工程师，四川遂宁人，主要从事电气自动化、变电检修等方面工作。