干式變壓器區外故障引起差動保護誤動事故分析

文摘：利用相量圖和短路電流合成順序網絡圖綜合分析了干式變壓器差動保護誤動的原因，并針對誤動原因提出了相應的對策。[關鍵詞]差動保護誤動分析

1.主變壓器差動保護

廬江變電站#2主變壓器為三繞組干式變壓器，容量120MVA，型號SFPSZ9-120/220，Yn/Yno/d11接線，變比220kV/110kV/35kV，額定電流比315A/573A/900A。干式變壓器差動保護為電磁式，其執行機構為LCD-16型差動繼電器，較小工作電流設定為50%Ie。

2003年5月16日，#2主變差動保護動作，區外發生C相接地故障，各側斷路器跳閘，70MVA負荷供電中斷7分鐘。當時是雨天。試驗后發現#220kV干線變壓器差動保護差動TA二次A相電纜末端(X411)芯線絕緣在施工過程中損壞(TA出線至TA終端盒的電纜)，X411導線因雨天用TA殼接地。

2.事故原因分析

2.1區域外故障時主變壓器差動回路的電流分布

當主變差動保護差動TA二次A相電纜X411端接地，發生220kV側區域外C相故障時，流入主變220kV側差動TA的電流可視為兩個分量的疊加，即故障時負載電流和接地短路時零序電流的疊加。這兩個電流分量分別進行分析：

圖1區域外故障時差動電路的負載電流分布

圖1(原5)是TA二次A相末端接地，發生區外故障時，主變壓器差動回路的負載電流分布圖。主變壓器高壓側差動電路的電流：

主變壓器中壓側差動回路電流：

主變壓器低壓側差動電路電流：

因此，當TA二次a相端接地，發生區外故障時，如果不考慮不平衡電流的影響，流入a相和b相差動繼電器的電流都為0，即：

并且在C相差電路中將產生差動電流

圖2(原6)為TA二次A相末端接地，發生區外故障時，主變壓器差動回路電流的相量圖。

圖2區外故障時差動回路負載電流相量圖

圖3區外故障時差動回路零序電流分布

2.2.2區外故障時差動回路零序電流的分配。圖3(原7)為TA二次a相端部接地引起的區域外故障時，主變壓器差動回路零序電流的分布。主變壓器高壓側差動回路零序電流：

主變壓器中壓側差動回路零序電流：

由于三角形連接，主變壓器低壓側的差動電路中沒有零序電流。因此，主變壓器差動回路各相的零序電流如下：

也就是說，C相差動回路中存在零序電流，其值為220kV側C相零序電流的二次值。

圖4區域外故障時短路電流的復合順序網絡圖

2 . 2 . 3 c相零序電流與差動回路負荷電流在發生區外故障時的相位關系，如圖4(原8)所示，是發生區外故障時短路電流的復合順序網絡圖。在我們的分析中，只考慮了阻抗的電抗分量，而忽略了它的電阻分量。Esc為系統的等效電源電位，X1sc、X2sc、X0sc分別為系統與故障點之間的等效正序電抗、負序電抗、零序電抗，XT為 #p#分頁標題#e#

經過事故后的仔細分析，認為事故的主要原因是基建工程質量控制不嚴，未能按要求截取電纜和制作電纜頭。因此，要加強新建、擴建工程的驗收，嚴格遵循《二次設備驗收規則》，確保繼電保護驗收；

3.2做好電路絕緣測試工作

雖然事故前保護檢查測得的電流互感器二次回路絕緣符合要求，但今后不能放松電流互感器二次回路的絕緣要求。投產前或大修后，用1000伏搖表測量每根芯線與地面之間的絕緣；

3.3加強設備運行管理

嚴格執行有關法規的規定。新運行或大修后的差動保護，運行前應在出口進行流量試驗。要求施加的電流值必須等于引入保護的電流值。

4結束語

差動保護是干式變壓器的主要保護。大型干式變壓器差動保護誤動或拒動會影響系統的安全穩定運行，影響對用戶的供電，造成巨大的經濟損失。影響干式變壓器差動保護動作可靠性的因素很多。除此之外，差動回路接線不正確、TA特性不良、調整不當、整定值不合理、保護繼電器性能不佳都會造成動作不正確。因此，我們應該從事故中吸取教訓，舉一反三，提高差動保護的可靠性和電網的穩定運行水平。