变压器差动保护误跳闸故障原因及排除措施分析

变压器差动保护误跳闸故障原因及排除措施分析

李艺为

中盐内蒙古化工股份有限公司  内蒙古自治区阿拉善左旗  750336

摘要：本文对变压器差动保护误跳闸故障的原因展开探讨，旨在提高变压器的运行稳定性和保护装置的准确性。文章立足于变压器的差动保护原理，对变压器差动保护误跳闸故障常见原因进行分析，如电流互感器饱和、二次回路故障、整定值不正确以及外部干扰等，从实际问题入手，提出了针对性的应对策略，以及故障排除措施，希望通过本文的研究，能够为相关工作的开展起到参考作用。

关键词：变压器差动保护；跳闸故障；故障排除

1.变压器的差动保护原理

当变压器投入运行时，由于内部阻抗很小，所以电流很大。一旦发生短路故障或绝缘故障，就会导致输入端和输出端的电流不相等。在变压器正常运行的情况下，差动保护的作用是不明显的；但当变压器的内部发生短路时，其一次侧的电压将急剧下降到零伏以下甚至接近于零伏。这时如果变压器的差动回路没有动作的话（即没有切除故障），就会导致事故扩大化。为了保证安全可靠地切断故障电路和电源，必须设置差动保护装置来切除故障线路上的电压。差动保护装置通常采用微处理器技术，能够实时监测和分析电流数据。它能够识别故障类型并快速做出响应，提高了变压器的安全性和可靠性[1]。此外，差动保护系统还可以与其他保护装置和自动化系统集成，实现更高级的保护功能。

2.变压器差动保护误跳闸的常见原因及应对策略

2.1电流互感器饱和

当变压器出现过载或短路故障时，电流会急剧增加，可能导致电流互感器进入饱和状态。在饱和状态下，电流互感器无法准确地将一次侧的大电流变换为二次侧的小电流，导致二次侧电流失真。这种失真会引起差动保护装置中的不平衡电流增加，从而可能触发差动保护误动作。

为了避免因电流互感器饱和导致的差动保护误跳闸，可以采取以下措施：

（1）选择合适的电流互感器变比：在选择电流互感器时，应根据变压器的额定电流和可能出现的最大短路电流来选择合适的变比，以确保电流互感器在正常运行和短路故障时都不会饱和。（2）采用抗饱和能力强的电流互感器：在选择电流互感器时，应优先考虑具有抗饱和能力强的产品，以降低饱和对差动保护的影响。（3）加强变压器过载和短路保护：加强变压器的过载和短路保护措施，避免变压器长时间过载或短路故障导致电流互感器饱和。（4）采用差动保护延时动作策略：为了防止电流互感器饱和引起的误动作，可以设置差动保护的延时动作策略。在检测到不平衡电流后，延时一段时间再动作，以确保电流互感器有足够的时间退出饱和状态[2]。（5）加强设备维护和检查：定期对电流互感器和差动保护装置进行检查和维护，确保其处于良好的工作状态。如发现电流互感器存在饱和现象或其他异常情况，应及时采取措施进行处理。

2.2电流互感器二次回路故障

当电流互感器二次回路出现断线、接触不良或短路等故障时，可能会导致差动保护误动作。这些故障可能导致二次侧电流的测量不准确，从而影响差动保护装置的判断。

为了防止因电流互感器二次回路故障导致的差动保护误跳闸，可以采取以下措施：（1）加强电流互感器二次回路的维护和检查：定期对电流互感器二次回路进行检查，确保其连接牢固、接触良好，避免出现断线或接触不良的情况。（2）安装保护装置：在电流互感器二次回路上安装保护装置，如熔断器等，当二次回路出现故障时，保护装置能够及时动作，切断故障部分，防止故障扩大。（3）采用差动保护双重化配置：对于重要的变压器，可以采用差动保护双重化配置，即使用两套独立的差动保护装置，以提高保护的可靠性和准确性。（4）加强设备验收和投运管理：在设备验收和投运过程中，应加强对电流互感器二次回路的检查和验收，确保其满足设计和运行要求[3]。

2.3整定值不正确

当差动保护的整定值设置不正确时，可能会导致在正常运行或轻微故障时误动作。整定值是差动保护装置的重要参数，它需要根据变压器的特性、运行方式以及故障情况等因素进行合理设置。如果整定值设置不准确，可能会导致保护装置在正常运行时误动作，或者在轻微故障时无法及时动作。

为了防止因整定值不正确导致的差动保护误跳闸，可以采取以下措施：（1）准确计算整定值：根据变压器的额定电流、短路电流等参数，准确计算差动保护的整定值。考虑变压器的各种运行情况和可能出现的故障情况，确保整定值设置的准确性和可靠性。（2）定期校准整定值：由于设备老化、环境变化等因素，整定值可能会发生变化。因此，定期对差动保护装置进行校准，检查整定值的准确性，并根据实际情况进行调整。（3）完善调试和验收流程：在设备调试和验收过程中，应加强对差动保护装置的整定值检查和验证。确保整定值符合设计要求，并经过实际运行验证其准确性和可靠性[4]。（4）加强运行维护和监控：在变压器运行过程中，加强对差动保护装置的运行维护和监控。定期检查差动保护装置的运行状态，及时发现并处理异常情况。

2.4外部干扰

当变压器受到外部干扰，如电磁干扰、高频干扰等时，可能会引起差动保护误动作。这些干扰可能来自其他设备、线路或环境因素，对差动保护的信号处理产生干扰，导致误动作。

为了防止因外部干扰导致的差动保护误跳闸，可以采取以下措施：（1）增强设备抗干扰能力：在选择差动保护装置时，应优先考虑具有抗干扰能力强的产品，以降低外部干扰对差动保护的影响。（2）优化设备布置和布线：在设备布置和布线时，应尽量减少电磁干扰和高频干扰的产生。合理安排设备的位置和间距，避免相互间的电磁干扰。同时，合理布线，避免线路间的相互干扰。（3）采取屏蔽措施：对于可能产生强电磁干扰的设备或线路，可以采取屏蔽措施，如使用金属罩、屏蔽层等，以减少电磁干扰对差动保护的影响。（4）加强设备接地：设备接地是防止外部干扰的重要措施之一。确保差动保护装置及其相关设备的接地良好，以减少电磁干扰和高频干扰的影响。（5）定期检查和维护：定期对差动保护装置进行检查和维护，确保其处于良好的工作状态。如发现存在外部干扰或异常情况，应及时采取措施进行处理。

3.变压器差动保护误跳闸故障排除措施

（1）检查变压器本体：首先检查变压器本体是否有异常，如变形、渗漏油等。同时检查变压器差动保护范围内的瓷瓶是否有闪络、损坏，引线是否有短路等情况。（2）检查继电保护及二次回路：如果变压器差动保护范围内的设备无明显故障，应对继电保护及二次回路进行检查。检查二次回路是否有断线、接触不良、短路等情况。同时检查CT、VT的相位和变化，检查保护装置是否有损坏或故障。（3）检查配电系统：对整个配电系统进行检查，查看是否存在接地情况。（4）修复故障：根据检查结果，对故障进行修复。如果故障是由于差动保护装置误动作导致的，需要对保护装置进行重新设定。如果故障仍然存在，建议将变压器送至专业维修点进行维修。

结语

综上，变压器差动保护误跳闸故障是电力系统中的常见问题，本文从电流互感器饱和、二次回路故障、整定值不正确以及外部干扰等方面分析了故障原因，并提出了相应的排除措施。通过这些措施的实施，可以降低变压器差动保护误跳闸的风险，提高电力系统的稳定性和可靠性。同时，对于运行中的变压器，定期检查和维护差动保护装置也是非常重要的维护工作。

参考文献：

[1]程远昊, 宋强. 主变差动保护误跳闸事件分析[J]. 电力安全技术, 2021, 23 (12): 25-27.

[2]池洋. 对一起变压器差动保护动作跳闸事故的分析[J]. 农村电工, 2020, 28 (07): 50.

[3]乔斌强, 王永胜, 刘斌, 刘冰, 张祥. 变压器差动保护误跳闸故障原因排查[J]. 内蒙古电力技术, 2019, 37 (05): 98-100.

[4]蒋海牙， 沈军， 汪国川， 程宝芳. 某公司110KV变电站2#变压器差动速断保护跳闸故障分析[J]. 自动化技术与应用, 2019, 38 (01): 19-22.