差動(dòng)保護(hù)的故障查找

1、目前，國內(nèi)電網(wǎng)大多數(shù)采用由多微機(jī)實(shí)現(xiàn)的比率差動(dòng)保護(hù)作為變壓器主保護(hù)，正確動(dòng)作率往往不盡人意，這對(duì)變壓器的安全和電網(wǎng)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行很不利。     1變壓器差動(dòng)保護(hù)的工作原理     根據(jù)基爾霍夫電流定律，當(dāng)變壓器正常工作或在區(qū)外發(fā)生故障時(shí)，流入變壓器的電流和流出電流相等，差動(dòng)繼電器不動(dòng)作。     在繞組變壓器的兩側(cè)均裝設(shè)電流互感器，其二次側(cè)則按循環(huán)電流法接線，即如果兩側(cè)電流互感器的同極性端都朝向母線側(cè)，則將同極性端子項(xiàng)鏈，并在兩接線質(zhì)監(jiān)并聯(lián)介入電流繼電器。在繼電器線圈中流過的電流是兩側(cè)電流互感器的二次電

2、流之差，也就是說差動(dòng)繼電器是接在差動(dòng)回路。從理論上講，正常運(yùn)行及外部故障時(shí)，差動(dòng)回路電流為零。實(shí)際上由于兩側(cè)電流互感器的特性不可能完全一致等原因，在正常運(yùn)行和外部短路時(shí)，差動(dòng)回路中仍有不平衡電流Iumb流過。流過繼電器的電流Ik=I1-I2=Iumb，要求不平衡電流應(yīng)盡量小，以確保繼電器不會(huì)誤動(dòng)。黨變壓器內(nèi)部發(fā)生相間短路時(shí)，在差動(dòng)回路中由于I2改變了方向或者等于零(無電源側(cè))，這時(shí)流過繼電器的電流為I1與I2之和，即Ik=I1+I2=Iumb，能使繼電器可靠動(dòng)作。     2差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)的原因和防范措施     1)區(qū)外故障引起的差動(dòng)

3、保護(hù)誤動(dòng)。當(dāng)變壓器發(fā)生嚴(yán)重的區(qū)外故障時(shí)，兩側(cè)會(huì)產(chǎn)生更大的差流，如短路電流較大，兩側(cè)互感器型號(hào)不一致，特別是短路電流打得一側(cè)使用P級(jí)互感器(也就是不帶暫態(tài)特性的電流互感器)，而短路電流小的一側(cè)使用TPY級(jí)互感器(帶暫態(tài)特性的電流互感器);短路電流中含有較大的非周期分量和諧波分量;故障切除瞬間，由于剩磁的存在，電壓恢復(fù)時(shí)產(chǎn)生大小不等的恢復(fù)性涌流;特殊性負(fù)載，如容性或感性負(fù)載的存在，致使各側(cè)短路電流相位發(fā)生偏移，產(chǎn)生較大的差流。根據(jù)對(duì)典型事故的錄波分析，發(fā)現(xiàn)保護(hù)動(dòng)作點(diǎn)均落在差動(dòng)比例制動(dòng)曲線無主動(dòng)特性的水平線上第一拐點(diǎn)以內(nèi)，即差流大于門檻值，制動(dòng)電流小于第一拐點(diǎn)電流(拐點(diǎn)電流為0.91.0In)。防范

4、區(qū)外故障造成差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)的方法：繼電保護(hù)定值不宜低于0.4In;設(shè)置先進(jìn)的原理進(jìn)行保護(hù);提高硬件的采樣精度和計(jì)算準(zhǔn)確度;兩側(cè)電流互感器盡量選用同一型號(hào)，可以同為P級(jí)或TPY級(jí)，使用TPY級(jí)互感器效果最好。     2)電流互感器二次回路斷線引起變壓器差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)。電磁式變壓器差動(dòng)繼電器的電流互感器回路接線，首先必須通過接線形式的選擇進(jìn)行外部的“相位補(bǔ)償”，清除變壓器接線組別不同造成的高、低壓側(cè)電流相位差和差動(dòng)保護(hù)回路不平衡電流。對(duì)于Y/d11接線的變壓器，由于三角形側(cè)電流的相位比星形側(cè)同一相電流超前30度，必須將變壓器星形側(cè)的電流會(huì)干起二次側(cè)接成三角形，而三角形側(cè)

5、的電流互感器接成星形，將流入差動(dòng)繼電器的電流互感器二次電流相位校正過來。     變壓器差動(dòng)保護(hù)的動(dòng)作電流的整定，主要應(yīng)避開變壓器差動(dòng)保護(hù)二次回路斷線時(shí)在差動(dòng)回路中引起的差動(dòng)電流的影響。違紀(jì)變壓器差動(dòng)保護(hù)的動(dòng)作電流一般按變壓器而定電流的25%50%考慮，其保護(hù)功能用邏輯來實(shí)現(xiàn)，比電磁型變壓器差動(dòng)保護(hù)快速、靈敏、動(dòng)作電流整定值較小。     電流互感器斷線最明顯的特征就是電流下降，在微機(jī)保護(hù)中，只要有合理的判斷，就不難解決電流互感器二次回路斷線時(shí)變壓器差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)問題。例如某側(cè)電流滿足下列條件認(rèn)為是電流互感器斷線：只有一相或兩相電流為零

6、，其他兩相或一相電流與啟動(dòng)電流相等，故障相電流的突變量超過給定值，可判斷出電流互感器斷線。     3)勵(lì)磁涌流引起變壓器差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)。變壓器勵(lì)磁涌流的特點(diǎn)是正常運(yùn)行情況下其值很小，一般不超過變壓器額定電流的3%5%，變壓器工作在磁通的線性段。鐵芯未飽和，其相對(duì)導(dǎo)磁率很大，變壓器繞組的勵(lì)磁電感就很大。     當(dāng)變壓器空投或故障切除后電壓恢復(fù)時(shí)，由于變壓器鐵芯中的磁通急劇增強(qiáng)，使鐵芯瞬間飽和，相對(duì)導(dǎo)磁率接近1，變壓器繞組電感降低，伴隨出現(xiàn)數(shù)值很大的勵(lì)磁涌流，包含有很大成分的非周期分量和高次諧波分量，并以二次諧波為主，其數(shù)值可以達(dá)到額定

7、電流的68倍，出現(xiàn)尖頂形狀的勵(lì)磁涌流。在起始瞬間勵(lì)磁涌流衰減很快，對(duì)于一般中小型變壓器，經(jīng)過0.5s1s后，其值不超過額定電流的0.250.5倍;大型變壓器勵(lì)磁涌流的衰減速度較慢，衰減到上述值要2s3s，即變壓器的容量越大衰減越慢，同時(shí)勵(lì)磁涌流波形出現(xiàn)間斷，有間斷角。應(yīng)該注意的是，浪涌電流和變壓器的激磁涌流一樣，只流過變壓器一側(cè)，在變壓器空投合閘或切除外部短路的電壓恢復(fù)過程中，全部激磁涌流都將流入差動(dòng)回路，且在一臺(tái)變壓器產(chǎn)生激磁涌流的同時(shí)，與其并聯(lián)運(yùn)行的變壓器還會(huì)產(chǎn)生浪涌電流，并也將全部流入差動(dòng)回路，造成變壓器差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)作。     3結(jié)束語 

8、0;   在繼電保護(hù)中，防止產(chǎn)生最大不平衡電流是保護(hù)差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作具有選擇性的必要條件，只要在工作過程中把握每一環(huán)節(jié)，運(yùn)用合理、相應(yīng)的措施，從而提高變壓器差動(dòng)保護(hù)可靠性、穩(wěn)定性，保證變壓器以及整個(gè)電網(wǎng)的安全運(yùn)行。     變壓器故障分析     變壓器是利用電磁感應(yīng)作用來升高或降低電壓的一種靜止電器，它可以把電能由某一種電壓變成同頻率的另一種電壓,在國民經(jīng)濟(jì)各部門及日常生活中應(yīng)用十分廣泛。     1變壓器聲音異常     變壓器在接通上電源后，由于勵(lì)磁電流以及磁力線

9、的變化，鐵心、繞組會(huì)振動(dòng)而發(fā)出連續(xù)均勻的嗡嗡聲，俗稱交流聲。但若有異常聲響，應(yīng)按發(fā)聲情況進(jìn)行分析與檢查。     當(dāng)大容量的動(dòng)力設(shè)備啟動(dòng)時(shí)，負(fù)荷變化較大，使變壓器聲音增大。如變壓器帶有電弧爐、晶閘管整流器等負(fù)荷時(shí)，由于有諧波分量，使變壓器聲音也會(huì)變大;過負(fù)荷時(shí)，使變壓器發(fā)出很高而且沉重的“嗡嗡”聲;個(gè)別零件松動(dòng)：如鐵心的穿芯螺絲夾得不緊，使鐵心松動(dòng)，變壓器發(fā)出強(qiáng)烈而不均勻的“噪音”;內(nèi)部接觸不良或絕緣有擊穿，變壓器發(fā)出放電的“劈啪”聲;系統(tǒng)短路或接地，通過很大的短路電流，使變壓器有很大的噪音;系統(tǒng)發(fā)生鐵磁諧振時(shí)，變壓器發(fā)出粗細(xì)不勻的噪音;有滋滋聲時(shí)，說明表面有閃絡(luò)

10、，要檢查套管是否太臟或有裂紋。若套管無閃絡(luò)，則可能是變壓器內(nèi)部的問題;當(dāng)發(fā)現(xiàn)音響特大，而且很不均勻或有爆裂聲時(shí)，表明有擊穿現(xiàn)象，如繞組的絕緣損壞，會(huì)導(dǎo)致短路。應(yīng)立即停電修理。但要與大容量電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)所引起的特大響聲相區(qū)別。     2油面不正常     油面上升，主要是溫度上升而引起的。針對(duì)溫度上升情況進(jìn)行處理，油面高出規(guī)定油面時(shí)，應(yīng)放油至適當(dāng)高度，以免溢出。油面下降，是由于容器滲透漏油或天氣變冷收縮所致。如原因?qū)偾罢?，則要考慮停電修理。若為后者，應(yīng)予添油。     3油色顯著變化  

11、   取油樣發(fā)現(xiàn)油內(nèi)含有碳粒和水分，油的酸價(jià)增高，閃點(diǎn)降低，隨之絕緣強(qiáng)度降低，易引起繞組與外殼的擊穿。     4油枕或防爆管噴油     當(dāng)二次系統(tǒng)突然短路而保護(hù)電路拒動(dòng)或內(nèi)部有短路故障而出氣孔和防爆管堵塞等等，內(nèi)部的高溫會(huì)使變壓器油突然膨脹噴出，噴油后使油面降低，有可能引起瓦斯保護(hù)動(dòng)作。     5三相電壓不平衡     三相負(fù)載不平衡，引起中性點(diǎn)位移，使三相電壓不平衡;系統(tǒng)發(fā)生鐵磁諧振，使三相電壓不平衡;繞組局部發(fā)生匝間和層間短路，造成三相電壓不平衡。

12、0;    6氣體繼電器動(dòng)作     當(dāng)變壓器內(nèi)部發(fā)生嚴(yán)重故障或油面急速下降時(shí)，氣體繼電器會(huì)使開關(guān)動(dòng)作，變壓器應(yīng)退出運(yùn)行，進(jìn)行檢查與修理。故障較輕時(shí)，氣體繼電器只有信號(hào)接點(diǎn)動(dòng)作，應(yīng)立即將繼電器中的氣體放出檢查，如系無色、不可燃的空氣，變壓器可繼續(xù)運(yùn)行;若系有色、可燃?xì)怏w，則應(yīng)立即停電檢查。氣體繼電器保護(hù)動(dòng)作，一般說明變壓器內(nèi)部有故障。瓦斯保護(hù)是變壓器的主要保護(hù)，它能監(jiān)視變壓器內(nèi)部發(fā)生的大部分故障，常常是先輕瓦斯動(dòng)作發(fā)出信號(hào)，然后重瓦斯動(dòng)作去掉閘。     輕瓦斯動(dòng)作的原因有：因?yàn)V油、加油和冷卻系統(tǒng)不嚴(yán)密，致使空氣進(jìn)

13、入變壓器;溫度下降和漏油致使油位緩慢降低;變壓器內(nèi)部故障，產(chǎn)生少量氣體;變壓器內(nèi)部短路;保護(hù)裝置二次回路故障。     當(dāng)外部檢查未發(fā)現(xiàn)變壓器有異?，F(xiàn)象時(shí)，應(yīng)查明瓦斯繼電器中氣體的性質(zhì)。     當(dāng)繼電保護(hù)動(dòng)作時(shí)，首先檢查其外部是否有異常現(xiàn)象，然后檢查氣體繼電器中氣體的性質(zhì)，如果其中氣體不可燃、無色無味，混合氣體中主，油的閃點(diǎn)要是惰性氣體，氧氣含量大于16%。油的閃點(diǎn)沒有降低，則說明空氣進(jìn)入了繼電器，變壓器可繼續(xù)運(yùn)行。如果氣體可燃，說明變壓器內(nèi)部有故障。氣體呈黃色而不易燃，一氧化碳含量大于2%，為木質(zhì)絕緣損壞。氣體呈灰色和黑色且易燃的

14、，氫氣含量在30%以下，有焦味且閃點(diǎn)降低，說明發(fā)生過閃絡(luò)故障。氣體呈淺灰色，帶強(qiáng)烈臭味且可燃，說明是紙或紙板絕緣損壞。     7絕緣瓷套管閃絡(luò)的爆炸     套管密封不嚴(yán)，因進(jìn)水使絕緣受潮而損壞;套管的電容芯子制造不良，內(nèi)部游離放電;或套管積垢嚴(yán)重，以及套管上有大的碎片和裂紋，均會(huì)造成套管閃絡(luò)和爆炸事故。     8分接開關(guān)故障     變壓器箱上有“吱吱”的放電聲，電流表隨響聲發(fā)生擺動(dòng)，瓦斯保護(hù)可能發(fā)出信號(hào)，油的閃點(diǎn)降低。這些都可能是因分接開關(guān)故障而產(chǎn)生的后果。     分接開關(guān)故障原因：分接開關(guān)觸頭彈簧壓力不足，觸頭滾輪壓力不勻，使有效接觸面積減少，以及因鍍銀層的機(jī)械強(qiáng)度不夠而嚴(yán)重磨損等會(huì)引起分接開關(guān)燒毀;分接開關(guān)接觸不良，經(jīng)受不起短路電流沖擊而發(fā)生故障;倒分接開關(guān)時(shí)，由于分頭位置切換錯(cuò)誤，引起開關(guān)燒壞;相間絕緣距離不夠或絕緣材料性能降低，在過電壓作下短路。     若發(fā)現(xiàn)電流、電壓、溫度、油位、油色和聲音發(fā)生變化，試驗(yàn)人員應(yīng)立即取油樣作氣相色譜分析。當(dāng)鑒定為開關(guān)故障時(shí)，應(yīng)立即將分接開關(guān)切換到完好的檔