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【摘要】：变压器作为电力系统中极其重要的供电元件，它所存在的故障将会对供电的可靠性、安全性以及电网系统稳定运行造成严重影响。本课题首先介绍了110kv变电站变压器差动保护动作情况，进而分析了WBH-800差动保护动作原理，最后对差动保护动作情况及改进措施进行了分析与探究。
【关键词】：110kv变电站；变压器；差动保护
0.引言
对于电力系统，其中的变压器是非常重要的供电元件，如果它存在故障则会对供电的可靠性与电网系统的稳定运行造成极大的影响。由此可见，为了使电力网系统能够实现安全稳定的运行，便需要对变压器进行差动保护。本课题以某110kv变电站为例，发现该变电站在35kv侧屯平线发生了短路，且屯平线保护无明显动作，主变差动保护动作，跳开主变三侧造成了全站失压[1]。鉴于此，本课题对“110kv变电站变压器差动保护动作原因”进行分析与探究具有尤为深远的重要意义。
1.110kv变电站变压器差动保护动作情况
某110kv变电站，其中110kv线路发生了相接地故障，在现场110kv线路保护WXH-802录波分析下，存在一相电流增大，而其他两相电流没有发生改变，并且对其找到了接地点。在分析之下确定是单相接地故障。当时情况下，接地点处于近变电站一侧，线路高频距离保护与接地距离保护I段均动作。由于110kv路线发生了相接地故障，使变压器差动保护动作得以形成。通过对差动保护装置内部的故障记录进行检查，发现基于装置记录中的三相差动电流其大小均等。
在近变电站线路侧有单相接地故障发生时，其主变差动保护不应有动作。因此，我们第一步便需要对差动保护装置的动作行为与原理进行认真分析，其中分析的重点是基于对零序电流的处理方法[2]。如图2便是单侧电源线路上单相接地的形式，其中M端是其升压变电站。
2.WBH-800差动保护动作原理分析
从WBH-800系列微机电流差动保护层面分析，拥有多方面的分相电流差动保护系统，主要体现为比率制动特性、带二次谐波制动以及高次谐波制动。在这里，它的差动原理是基本原理。如下图2，则是变压器差动保护接线图，它主要以Y、d11接线为例，电流流入方向视为变压器正方向。
在差动保护当中，差动电流Id是各侧电流相量和的模，而制动电流Is则为各侧电流相量模的和值。如图3，便是WBH-800差动保护的动作特性曲线。结合图2可知，由于基于流入差动保护的两侧电流存在30°的相位差，因此在变压器差动保护实现的时候，两侧通过测量而测得的电流在装置的辅助之下实行了相对应的矢量转换[3]。
基于WBH-800，其矢量转变是由“Y”向“Δ”侧转换，且对Y进行绕组，主要表现如下：
（1）所存在的IA、IB、IC是实测过程中的2次3相电流相量；IHA、IHB、IHC是在经矢量转变之后适用于差动保护对比的3相电流相量。
（2）对Δ进行绕组，其电流始终恒定不变，其中Ia、Ib、Ic是实测过程中的2次3相电流相量；而经矢量转变之后适用于差动保护对比的3相电流相量则是ILA、ILB、ILC。
综合分析表明，基于穿越性电流的作用可得出如图4的矢量图。
通过图4中的矢量进行分析可知，在只有穿越性电流的作用之下，其差流计算式为：│ILA+IHA│=0……（3）其中，制动电流为│ILA+IHA│/2，且制动电流与穿越电流相等。
通过（3）式与图4相结合进行分析，可知在区外短路与正常运行的情况下，WBH-800差动保护是无动作的。那么，该次差动保护动作是因何种原因致使的呢？
通过一系列的研究表明，从110kv线路上分析，在单相接地故障发生的情况下，故障相B相电流会变大。并且，对于110kv变电站的变压器侧，其三相电流故障分量是均等的，计及负荷电流、三相电流基本上也是均等的，并均变大。由此可见，如果线路中有单相接地故障发生，则变电站侧不存在正序电流与负序电流，而零序电流是存在的[4]。在此种情况下，故障在发生的时候，低压侧绕组当中的零序故障分量能够进入保护装置，但高压侧绕组当中的零序故障分量却没有办法进入保护装置，因此在差动保护过程中，必定会有较大的差流产生。无疑，这和保护动作情况下装置的记录与录波的结果是相同的。
3.改进措施探究
通过对上述关于WBH-800差动保护动作原理分析，普遍表明：在线路当中有单相接地故障发生，在主变保护看来，是区外故障，因此是不应该动作。事实上，基于WBH-800，因为Y绕组进行了变换，而对Δ绕组是恒定不变的，因此对于全星型接线的变压器，其差动保护CT两次应该全部接成Δ，两侧均布进行矢量转换，或者全Y型均使用，且高压侧与低压侧均进行矢量转换。故此，在区外单相接地故障发生的情况下，其装置中用于差流对比的两侧绕组都没有零序电流进入，差动保护可靠性强，且无动作。
3.1零序CT误差所引起接地变压器保护误动的防止措施
（1）在零序CT选取上，尽量选取质量及性能优良的。
（2）在调试安装之前，应该对零序CY的性能及特性进行严格检测，其误差超过5%的因弃用。
（3）110kv馈线零序保护动作电流整定值与接地变压器零序保护动作电流定值都应该依照一次值整定，对校验进行保护时，应该对零序CT的正确性进行一次升流检测[5]。
3.2馈线保护拒动而引起接地变压器保护误动的防治措施
（1）在选择上，尽量选择质量优良、运行成熟且故障少的保护装置。
（2）如若保护装置使用年限长、故障多，则应及时更换。
（3）对于保护装置，应进行定期维修与保养，对存在的故障进行及时处理。
（4）安装通风系统及空调，对保护装置的运行环境进行改善，杜绝元件经常在高温下运行的现象。
3.3馈线开关拒动引起接地变压器保护误动的防止措施
（1）在选择上，尽量选择质量过关、运行成熟且故障少的开关设备。
（2）开关设备运行年限长、故障多，则应该对其进行更换。普遍上市将旧式开关柜更换成电动蓄能型与弹簧蓄能型的密封式开关柜。
（3）对于开关控制回路的维护工作需强化，故障发生立即采取有效处理措施。
（4）如果出现跳闸线圈常烧坏的情况，在开关的配套设备中，应该选择性能良好的线圈。
（5）对110kv馈线线路进行改造也是非常有必要的，对线路供电半径进行适当减小，对各相负荷平均分布进行合理调节，进一步使正常运行的电容电流得以减少。
4.结语
通过本课题的分析与探究，充分认识到，变压器绕组接法、保护内部算法转换方法以及电流互感器接法的科学配对为保护正确动作的必要条件。在WBH-800中，主变保护采用全星型接线的主变时，其差动保护CT两次应该全部接成Δ，并且两侧均不能进行矢量变换，或者采用全Y型，进而使用高压侧与低压侧进行矢量变换。由此可见，上述分析无论是对差动保护的运行还是差动保护的维护均有极高的借鉴价值。
【参考文献】
[1]梁远鹏.浅析某110kV变电站变压器差动保护动作成因[J].轻工科技，2012，08，15.
[2]张仑山.任国军.黄伟霞.岳鹏.110kV变电站主变差动保护动作跳闸原因分析[J].电工技术，2012，06，10.
[3]李倩.张强.110kV变压器差动保护装置及误动原因分析[J].机电信息，2012，10，25.
[4]杜鹏飞.变压器差动保护误动分析及对策[J].黑龙江科技信息，2011，01，05.
[5]陈苏金.110kV妈湾变电站主变差动保护及励磁涌流分析[J].科技传播，2013，04，23.
作者简介：
孙建彬（1979-），男，本科学历，工程师，从事电力系统二次设备管理工作。
【关键词】：110kv变电站；变压器；差动保护
0.引言
对于电力系统，其中的变压器是非常重要的供电元件，如果它存在故障则会对供电的可靠性与电网系统的稳定运行造成极大的影响。由此可见，为了使电力网系统能够实现安全稳定的运行，便需要对变压器进行差动保护。本课题以某110kv变电站为例，发现该变电站在35kv侧屯平线发生了短路，且屯平线保护无明显动作，主变差动保护动作，跳开主变三侧造成了全站失压[1]。鉴于此，本课题对“110kv变电站变压器差动保护动作原因”进行分析与探究具有尤为深远的重要意义。
1.110kv变电站变压器差动保护动作情况
某110kv变电站，其中110kv线路发生了相接地故障，在现场110kv线路保护WXH-802录波分析下，存在一相电流增大，而其他两相电流没有发生改变，并且对其找到了接地点。在分析之下确定是单相接地故障。当时情况下，接地点处于近变电站一侧，线路高频距离保护与接地距离保护I段均动作。由于110kv路线发生了相接地故障，使变压器差动保护动作得以形成。通过对差动保护装置内部的故障记录进行检查，发现基于装置记录中的三相差动电流其大小均等。
在近变电站线路侧有单相接地故障发生时，其主变差动保护不应有动作。因此，我们第一步便需要对差动保护装置的动作行为与原理进行认真分析，其中分析的重点是基于对零序电流的处理方法[2]。如图2便是单侧电源线路上单相接地的形式，其中M端是其升压变电站。
2.WBH-800差动保护动作原理分析
从WBH-800系列微机电流差动保护层面分析，拥有多方面的分相电流差动保护系统，主要体现为比率制动特性、带二次谐波制动以及高次谐波制动。在这里，它的差动原理是基本原理。如下图2，则是变压器差动保护接线图，它主要以Y、d11接线为例，电流流入方向视为变压器正方向。
在差动保护当中，差动电流Id是各侧电流相量和的模，而制动电流Is则为各侧电流相量模的和值。如图3，便是WBH-800差动保护的动作特性曲线。结合图2可知，由于基于流入差动保护的两侧电流存在30°的相位差，因此在变压器差动保护实现的时候，两侧通过测量而测得的电流在装置的辅助之下实行了相对应的矢量转换[3]。
基于WBH-800，其矢量转变是由“Y”向“Δ”侧转换，且对Y进行绕组，主要表现如下：
（1）所存在的IA、IB、IC是实测过程中的2次3相电流相量；IHA、IHB、IHC是在经矢量转变之后适用于差动保护对比的3相电流相量。
（2）对Δ进行绕组，其电流始终恒定不变，其中Ia、Ib、Ic是实测过程中的2次3相电流相量；而经矢量转变之后适用于差动保护对比的3相电流相量则是ILA、ILB、ILC。
综合分析表明，基于穿越性电流的作用可得出如图4的矢量图。
通过图4中的矢量进行分析可知，在只有穿越性电流的作用之下，其差流计算式为：│ILA+IHA│=0……（3）其中，制动电流为│ILA+IHA│/2，且制动电流与穿越电流相等。
通过（3）式与图4相结合进行分析，可知在区外短路与正常运行的情况下，WBH-800差动保护是无动作的。那么，该次差动保护动作是因何种原因致使的呢？
通过一系列的研究表明，从110kv线路上分析，在单相接地故障发生的情况下，故障相B相电流会变大。并且，对于110kv变电站的变压器侧，其三相电流故障分量是均等的，计及负荷电流、三相电流基本上也是均等的，并均变大。由此可见，如果线路中有单相接地故障发生，则变电站侧不存在正序电流与负序电流，而零序电流是存在的[4]。在此种情况下，故障在发生的时候，低压侧绕组当中的零序故障分量能够进入保护装置，但高压侧绕组当中的零序故障分量却没有办法进入保护装置，因此在差动保护过程中，必定会有较大的差流产生。无疑，这和保护动作情况下装置的记录与录波的结果是相同的。
3.改进措施探究
通过对上述关于WBH-800差动保护动作原理分析，普遍表明：在线路当中有单相接地故障发生，在主变保护看来，是区外故障，因此是不应该动作。事实上，基于WBH-800，因为Y绕组进行了变换，而对Δ绕组是恒定不变的，因此对于全星型接线的变压器，其差动保护CT两次应该全部接成Δ，两侧均布进行矢量转换，或者全Y型均使用，且高压侧与低压侧均进行矢量转换。故此，在区外单相接地故障发生的情况下，其装置中用于差流对比的两侧绕组都没有零序电流进入，差动保护可靠性强，且无动作。
3.1零序CT误差所引起接地变压器保护误动的防止措施
（1）在零序CT选取上，尽量选取质量及性能优良的。
（2）在调试安装之前，应该对零序CY的性能及特性进行严格检测，其误差超过5%的因弃用。
（3）110kv馈线零序保护动作电流整定值与接地变压器零序保护动作电流定值都应该依照一次值整定，对校验进行保护时，应该对零序CT的正确性进行一次升流检测[5]。
3.2馈线保护拒动而引起接地变压器保护误动的防治措施
（1）在选择上，尽量选择质量优良、运行成熟且故障少的保护装置。
（2）如若保护装置使用年限长、故障多，则应及时更换。
（3）对于保护装置，应进行定期维修与保养，对存在的故障进行及时处理。
（4）安装通风系统及空调，对保护装置的运行环境进行改善，杜绝元件经常在高温下运行的现象。
3.3馈线开关拒动引起接地变压器保护误动的防止措施
（1）在选择上，尽量选择质量过关、运行成熟且故障少的开关设备。
（2）开关设备运行年限长、故障多，则应该对其进行更换。普遍上市将旧式开关柜更换成电动蓄能型与弹簧蓄能型的密封式开关柜。
（3）对于开关控制回路的维护工作需强化，故障发生立即采取有效处理措施。
（4）如果出现跳闸线圈常烧坏的情况，在开关的配套设备中，应该选择性能良好的线圈。
（5）对110kv馈线线路进行改造也是非常有必要的，对线路供电半径进行适当减小，对各相负荷平均分布进行合理调节，进一步使正常运行的电容电流得以减少。
4.结语
通过本课题的分析与探究，充分认识到，变压器绕组接法、保护内部算法转换方法以及电流互感器接法的科学配对为保护正确动作的必要条件。在WBH-800中，主变保护采用全星型接线的主变时，其差动保护CT两次应该全部接成Δ，并且两侧均不能进行矢量变换，或者采用全Y型，进而使用高压侧与低压侧进行矢量变换。由此可见，上述分析无论是对差动保护的运行还是差动保护的维护均有极高的借鉴价值。
【参考文献】
[1]梁远鹏.浅析某110kV变电站变压器差动保护动作成因[J].轻工科技，2012，08，15.
[2]张仑山.任国军.黄伟霞.岳鹏.110kV变电站主变差动保护动作跳闸原因分析[J].电工技术，2012，06，10.
[3]李倩.张强.110kV变压器差动保护装置及误动原因分析[J].机电信息，2012，10，25.
[4]杜鹏飞.变压器差动保护误动分析及对策[J].黑龙江科技信息，2011，01，05.
[5]陈苏金.110kV妈湾变电站主变差动保护及励磁涌流分析[J].科技传播，2013，04，23.
作者简介：
孙建彬（1979-），男，本科学历，工程师，从事电力系统二次设备管理工作。