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摘要：本文针对一起变压器差动保护在区外故障时发生的误动，对其误动原因进行深入分析，找出造成变压器差动保护误动的真正原因，采取措施给予解决，保证了设备的正常运行。
关键词：变压器 差动保护 误动 接线错误 相角转换
1 前言
桥头铝电股份有限公司脱硫2号低压变作为2号脱硫系统380 V电源，接带2号脱硫系统所有辅助设备。变压器配备差动、速断、过流等常规保护。其差动保护选用MPW-2.1C微机差动保护装置。2013年9月6日18：07，脱硫380 V所带的罗茨风机发生三相短路故障，脱硫2号低压变“差动保护”误动作，造成2号脱硫系统380 V 全部失电，致使2号脱硫系统停运。
2 故障查找
差动保护是变压器主保护，主保护误动，无论对变压器本身还是对其所带的380 V系统都构成极大威胁。本次差动保护误动后，迅速对变压器差动保护误动原因进行查找。
2.1 故障数据采样
脱硫2号低压变差动保护定值
差动差流定值：3.7 A
差动速断定值：6.5 A
差动时间定值：0.04 S
表1 差动保护动作时电流数据
名称 编号 电流值/ A
高压侧A相 IaH 12.33
低压侧A相 IaL 10.13
高压侧B相 IbH 0.02
低压侧B相 IbL 0.03
高压侧C相 IcH 12.32
续表：
名称 编号 电流值/A
低压侧C相 IcL 9.95
A相差流 Iad 4.21
B相差流 Ibd 4.61
C相差流 Icd 7.76
从以上的数据中可以看到，差动保护装置采到A相差流4.21 A，B相差流4.61 A，C相差流7.76 A，差动电流大于整定值。但在正常情况下，本次三相短路是变压器外部故障，此时的故障电流属于穿越性电流，差动保护装置中不应该采样到差流。于是，进一步查找差流存在的原因成为分析本次差动保护误动的重点。
2.2 对差流的查找
在检查中发现变压器的接线方式為Δ/Y0 -11，只在A、C两相安装了电流互感器，互感器二次接线采用两相不完全星形接线方式。更改前二次接线如图1所示
图1 更改前二次接线
模拟变压器差动保护在负荷电流下采用图1接线方式，观察变压器差动保护采样电流。脱硫2号低压变高压侧基准电流ISH：2.85 A，低压侧基准电流ISL：3.60 A，折算系数： 0.792。
在装置A、C相高、低压侧分别加入0.55 A和0.7 A，高压侧超前低压侧150°（因变压器高、低压侧电流相差30°），装置采样数据如下：
?aH=0.55， ?aL=0.7； ?bH=0.0，?bL=0.0；?cH=0.55， ?cL=0.7；?ad=0.01， ?bd=0.32，?cd=0.24
以上数据表明变压器差动保护采用图1接线方式，在正常运行时B、C相就存在差电流，但因为负荷电流较小，达不到差动保护定值，保护不会出口，但本次外部发生三相短路故障时，电流突然增大，差流达到保护定值，差动保护动作。
3 保护误动原因分析
经对保护装置的仔细研究，发现在MPW-2.1C微机差动保护装置中选择变压器接线组别为Δ/Y0 -11时，差流计算公式为：（注：微机变压器差动保护都有具有接线组别的选择功能，且不同的接线组别有不同的计算公式）
?ad=（?aL-?cL）KHL /K+?aH
?bd=（?bL-?aL）KHL /K+?bH
?cd=（?cL-?bL）KHL /K+?cH
式中，?aH、?bH 、?cH分别表示变压器高压侧A、B、C三相电流；?aL 、?bL、 ?cL分别表示变压器低压侧A、B、C三相电流；?ad、 ?bd 、?cd分别表示A、B、C三相差动回路差电流；K是补偿系数1.732
KHL是折算系数= ISH/ISL。
接线方式为Δ/Y0 -11变压器，其高、低压侧电流存在30度的相位差，为保证差动回路的准确性，对因变压器接线组别引起的高、低压侧电流进行相位补偿。通用做法是在变压器高、低压侧A、B、C三相上都安装CT，进行相位补偿。但本次在进行图纸设计时考虑不周，采用图1接线方式，只接入A、C相电流，B相电流回路断开，无法利用CT完成变压器高、低压侧电流相位补偿，造成差流存在。接线错误，B相电流的缺失是造成本次保护误动的根本原因。
4 解决措施
由于变压器已经投运，所有一次设备安装完毕，再增加CT安装已不具备条件，于是摸索利用二次设备消除差流。为了在不增加一次设备投入的基础上，保证差动保护能正常运行，选择对差动二次接线进行改正。具体接法是将高、低压侧A、C相合成电流作为-B相电流反极性接入保护装置的B相中，这样解决了由于B相电流缺失而造成无法进行相位补偿的问题，保证差动回路正常运行。更改后二次接线如图2所示
图2 更改后二次接线
5 效果检查
2013年9月7日对变压器差动回路接线更改完毕，变压器投入运行，观察变压器正常运行后差动保护装置的采样值如下：?aH=0.68，?aL=0.89；
?bH=0.66，?bL=0.88；?cH=0.70， ?cL=0.89；?ad=0.02，?bd=0.03，?cd=0.02。从以上的数据中可以看出，差流消失，差动回路运行正常。自2013年9月7日至2014年6月，保护装置一直运行正常。期间经过两次外部短路故障，均未出现差动保护误动问题，说明该缺陷已被完全消除。
6 结语
通过对脱硫2号低压变差动保护误动原因的分析，找到因电流相位不能补偿而造成差动保护误动的原因，并在不增加一次设备投资的基础上，通过二次回路的更改，实现了对Δ/ Y0 -11接线变压器差动回路的相位补偿，保证变压器差动保护的正确性和可靠性。此问题的解决对采用Δ/ Y0 -11接线变压器如何在只安装了两相CT的情况下实现高、低压侧的电流相位补偿，保证差动回路正常运行提供了很好的范例。
参考文献：
〔1〕 MPW—2.1C微机差动保护装置说明书
作者简介：
连亚丽 （1975），女，高级技师，从事继电保护检修工作。青海益和检修安装有限公司。810100，E-mail：13897677030@139.com
关键词：变压器 差动保护 误动 接线错误 相角转换
1 前言
桥头铝电股份有限公司脱硫2号低压变作为2号脱硫系统380 V电源，接带2号脱硫系统所有辅助设备。变压器配备差动、速断、过流等常规保护。其差动保护选用MPW-2.1C微机差动保护装置。2013年9月6日18：07，脱硫380 V所带的罗茨风机发生三相短路故障，脱硫2号低压变“差动保护”误动作，造成2号脱硫系统380 V 全部失电，致使2号脱硫系统停运。
2 故障查找
差动保护是变压器主保护，主保护误动，无论对变压器本身还是对其所带的380 V系统都构成极大威胁。本次差动保护误动后，迅速对变压器差动保护误动原因进行查找。
2.1 故障数据采样
脱硫2号低压变差动保护定值
差动差流定值：3.7 A
差动速断定值：6.5 A
差动时间定值：0.04 S
表1 差动保护动作时电流数据
名称 编号 电流值/ A
高压侧A相 IaH 12.33
低压侧A相 IaL 10.13
高压侧B相 IbH 0.02
低压侧B相 IbL 0.03
高压侧C相 IcH 12.32
续表：
名称 编号 电流值/A
低压侧C相 IcL 9.95
A相差流 Iad 4.21
B相差流 Ibd 4.61
C相差流 Icd 7.76
从以上的数据中可以看到，差动保护装置采到A相差流4.21 A，B相差流4.61 A，C相差流7.76 A，差动电流大于整定值。但在正常情况下，本次三相短路是变压器外部故障，此时的故障电流属于穿越性电流，差动保护装置中不应该采样到差流。于是，进一步查找差流存在的原因成为分析本次差动保护误动的重点。
2.2 对差流的查找
在检查中发现变压器的接线方式為Δ/Y0 -11，只在A、C两相安装了电流互感器，互感器二次接线采用两相不完全星形接线方式。更改前二次接线如图1所示
图1 更改前二次接线
模拟变压器差动保护在负荷电流下采用图1接线方式，观察变压器差动保护采样电流。脱硫2号低压变高压侧基准电流ISH：2.85 A，低压侧基准电流ISL：3.60 A，折算系数： 0.792。
在装置A、C相高、低压侧分别加入0.55 A和0.7 A，高压侧超前低压侧150°（因变压器高、低压侧电流相差30°），装置采样数据如下：
?aH=0.55， ?aL=0.7； ?bH=0.0，?bL=0.0；?cH=0.55， ?cL=0.7；?ad=0.01， ?bd=0.32，?cd=0.24
以上数据表明变压器差动保护采用图1接线方式，在正常运行时B、C相就存在差电流，但因为负荷电流较小，达不到差动保护定值，保护不会出口，但本次外部发生三相短路故障时，电流突然增大，差流达到保护定值，差动保护动作。
3 保护误动原因分析
经对保护装置的仔细研究，发现在MPW-2.1C微机差动保护装置中选择变压器接线组别为Δ/Y0 -11时，差流计算公式为：（注：微机变压器差动保护都有具有接线组别的选择功能，且不同的接线组别有不同的计算公式）
?ad=（?aL-?cL）KHL /K+?aH
?bd=（?bL-?aL）KHL /K+?bH
?cd=（?cL-?bL）KHL /K+?cH
式中，?aH、?bH 、?cH分别表示变压器高压侧A、B、C三相电流；?aL 、?bL、 ?cL分别表示变压器低压侧A、B、C三相电流；?ad、 ?bd 、?cd分别表示A、B、C三相差动回路差电流；K是补偿系数1.732
KHL是折算系数= ISH/ISL。
接线方式为Δ/Y0 -11变压器，其高、低压侧电流存在30度的相位差，为保证差动回路的准确性，对因变压器接线组别引起的高、低压侧电流进行相位补偿。通用做法是在变压器高、低压侧A、B、C三相上都安装CT，进行相位补偿。但本次在进行图纸设计时考虑不周，采用图1接线方式，只接入A、C相电流，B相电流回路断开，无法利用CT完成变压器高、低压侧电流相位补偿，造成差流存在。接线错误，B相电流的缺失是造成本次保护误动的根本原因。
4 解决措施
由于变压器已经投运，所有一次设备安装完毕，再增加CT安装已不具备条件，于是摸索利用二次设备消除差流。为了在不增加一次设备投入的基础上，保证差动保护能正常运行，选择对差动二次接线进行改正。具体接法是将高、低压侧A、C相合成电流作为-B相电流反极性接入保护装置的B相中，这样解决了由于B相电流缺失而造成无法进行相位补偿的问题，保证差动回路正常运行。更改后二次接线如图2所示
图2 更改后二次接线
5 效果检查
2013年9月7日对变压器差动回路接线更改完毕，变压器投入运行，观察变压器正常运行后差动保护装置的采样值如下：?aH=0.68，?aL=0.89；
?bH=0.66，?bL=0.88；?cH=0.70， ?cL=0.89；?ad=0.02，?bd=0.03，?cd=0.02。从以上的数据中可以看出，差流消失，差动回路运行正常。自2013年9月7日至2014年6月，保护装置一直运行正常。期间经过两次外部短路故障，均未出现差动保护误动问题，说明该缺陷已被完全消除。
6 结语
通过对脱硫2号低压变差动保护误动原因的分析，找到因电流相位不能补偿而造成差动保护误动的原因，并在不增加一次设备投资的基础上，通过二次回路的更改，实现了对Δ/ Y0 -11接线变压器差动回路的相位补偿，保证变压器差动保护的正确性和可靠性。此问题的解决对采用Δ/ Y0 -11接线变压器如何在只安装了两相CT的情况下实现高、低压侧的电流相位补偿，保证差动回路正常运行提供了很好的范例。
参考文献：
〔1〕 MPW—2.1C微机差动保护装置说明书
作者简介：
连亚丽 （1975），女，高级技师，从事继电保护检修工作。青海益和检修安装有限公司。810100，E-mail：13897677030@139.com