牵引变电所差动保护动作缺陷的探讨

摘要：众所周知，差动保护是牵引变电所中主保护之一，也是牵引变电所保护主变压器中的最重要的保护，差动保护动作将直接引起主断路器跳闸，影响正常的供电和列车运行，严重的将引发铁路大事故，所以认真分析、探讨牵引变电所中差动保护对送电开通及设备的正常运行具有重要意义。

关键词：牵引变电所 主变压器 差动保护 缺陷查找

发生差动保护动作现象一般有如下原因：变比线圈接错；极性接反；接线方式错误；平衡系数不正确；流互二次侧多点接地；整定值未避开以2次谐波为主的励磁涌流。

要分析牵引变电所中的差动保护，必须明白差动保护动作的原理，差动保护的原理就是比较被保护设备各侧电流的相位和数值的大小。如下图所示：

下面就可能发生差动动作的各种可能进行分析。

1 流互变比线圈接错

由于变压器高、低压侧的额定电流不相等及变压器各侧的相位不相同，所以必须选定适当流互的变比及各侧相位的补偿以保证设备的正常运行。所以在发生差动保护动作时，必须认真查找所接流互线圈的变比是否正确，是否按设计要求的线圈变比进行了接线。如设计要求接600/5的线圈，如接到300/5的线圈上就会有不平衡电流产生，如不平衡电流值超过已输入的整定值就会发生差动保护动作现象。

2 流互极性接反

流互极性的接线特别重要。按照一般的规定流向主变压器的电流为正向的。根据基而霍夫原理只要求取矢量和，只要所有的CT所定义的方向均指向所保护设备的方向或全部与之相反即可。如果在CT的接线错误时则会导致极性相反，其矢量和达不到设计要求从而出现不平衡电流，导致差动保护动作，发生跳闸现象。

3 接线方式错误

由于电力系统中变压器常采用Y，d11接线方式，因此，变压器两侧电流的相位差为30°，Y侧电流相位滞后侧电流30°，若两侧的电流互感器采用相同的接线方式，则两侧对应相的二次电流也相差30°左右，从而产生很大的不平衡电流。因此如为对相位进行补偿，一般对CT二次侧的接线方式相反即可，使相位相同，从而达到相位补偿的目的。如下图：

如接线方式错误，则不能达到相位相同的目的，致使有不平衡电流产生，只要所产生的电流值超过差动电流制动值就会产生差动动作，发生跳闸现象。

数字式变压器差动保护的CT回路，对任意接线组别的变压器都可以采用全星形连接，其相位补偿可以由保护内部的软件来实现，而无须像传统的差动保护那样依靠CT接线方式的选择进行外部的“相位补偿”。

4 流互二次侧有多点接地

如果流互二次侧有多点接地现象，则会有差动误动现象发生。

原因如下：如果出现开关端子箱与保护屏后两点接地，当开关场内或者附近发生雷击或接地故障时，由于接地网有一定电阻，会使两接地点之间产生较大电压差，这个电压差作用在电流互感器二次侧及保护设备二次回路，并在二次回路形成电流，产生差流使差动保护误动！而单点接地由于构不成回路，所以不会有电流，则不会生产差动动作误动。所以流互二次侧的接地只在保护盘侧只做一点为宜。

5 平衡系数未输入或输入不正确

以变压器差动为例：

CT二次星形接入保护装置，装置为YD软件转换。

以高压侧为基准，低压侧的平衡系数计算公式为：

平衡系数= K*（低压侧额定电压/高压侧额定电压）*（低压侧CT变比/高压侧CT变比）

上式中的K（若低压侧的主变一次绕组）为Y接法，K=1；为D接法则K=1.732。

可以通过此公式对平衡系数进行校验，并检查保护装置是否输入了平衡系数或平衡系数是否正确。

6 励磁涌流导致差动保护动作

产生励磁涌流的原因是因为在稳态的情况下铁心中的磁通应滞后于外加电压90°，在电压瞬时值u=0瞬间合闸，铁芯中的磁通应为-Φm。但由于铁心中的磁通不能突变，因此将出现一个非周期分量的磁通+Φm，如果考虑剩磁Φr，这样经过半过周期后铁心中的磁通将达到2Φm+Φr，此时变压器铁芯将严重饱和，此时变压器的励磁电流的数值将变得很大，达到额定电流的6～8倍，形成励磁涌流。如采用校正或补偿的措施不当或未输入整定值，则容易导致差动保护动作。

7 结束语

通过对牵引变电所主变压器差动保护各种情况的分析，可以使我们在发生差动保护动作时快速的查找故障，消除由于故障所带来的影响，缩短影响时间，确保行车安全，将影响减小到最小。

参考文献：

[1]李家坤.电力变压器差动保护励磁涌流识别方法比较研究[J].广东水利电力职业技术学院学报，2009（02）.

[2]丁泠允，胡晶晶.变压器比率差动保护原理及校验方法[J].继电器， 2007（12）.

[3]金恩淑，刘丽丽，姜龙澈，薄志谦.变压器电流差动保护改进方法[J].电力系统自动化，2008（09）.