一.導(dǎo)言

干式變壓器差動保護(hù)是干式變壓器的主要保護(hù)，一般采用具有制動特性的比率差動保護(hù)。由于其對區(qū)域內(nèi)故障的可靠動作和對區(qū)域外故障的可靠鎖定，在系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。很多文獻(xiàn)[1]對上述兩種故障情況都做了詳細(xì)的分析，但從現(xiàn)場工程實(shí)踐來看，干式變壓器在區(qū)外發(fā)生短路故障時，由于流經(jīng)干式變壓器本身的短路電流巨大，導(dǎo)致其本體的絕緣和性能受損，干式變壓器經(jīng)常發(fā)生匝間短路故障，這就要求差動保護(hù)在這種情況下能夠可靠運(yùn)行而不被誤閉鎖，這就對差動保護(hù)提出了更高的要求。本文重點(diǎn)分析了項(xiàng)目現(xiàn)場存在的問題。

二、加強(qiáng)主保護(hù)，應(yīng)使差動保護(hù)更加完善，簡化整定計算

加強(qiáng)主保護(hù)的目的是簡化后備保護(hù)，使干式變壓器的故障能瞬間切除。目前220kV及以上干式變壓器的縱差保護(hù)是雙重的，是加強(qiáng)主保護(hù)的必要措施。差動保護(hù)應(yīng)在安全可靠的基礎(chǔ)上完善。

在簡化整定計算時，差動保護(hù)應(yīng)設(shè)置自動輔助整定和固定輸入整定，盡量減少用戶需要設(shè)置的保護(hù)整定，充分發(fā)揮微機(jī)繼電保護(hù)裝置的優(yōu)勢。無需系統(tǒng)參數(shù)和靈敏度檢查，保護(hù)整定可根據(jù)干式變壓器參數(shù)先立完成，整定方法簡單明了。

三.差動保護(hù)用電流互感器的基本要求

差動保護(hù)用電流互感器需要滿足兩個閾值。一是穩(wěn)態(tài)誤差必須控制在10%的誤差范圍內(nèi)，因?yàn)檎ㄓ嬎阒惺褂玫牟黄胶夥€(wěn)態(tài)電流是按10%的誤差閾值計算的。第二是瞬態(tài)誤差。影響電流互感器暫態(tài)特性的主要參數(shù)有短路電流及其非周期分量、一次回路的時間常數(shù)、電流互感器的工作周期和經(jīng)過時間、二次回路的時間常數(shù)等。電流互感器的剩磁對飽和影響很大。當(dāng)剩磁暫態(tài)分量和短路電流引起的磁通極性相同時，二次電流畸變會加劇。因此，如果電流互感器的鐵芯有剩磁，當(dāng)一次電流遠(yuǎn)低于正常飽和值時，電流互感器可能過早飽和。差動保護(hù)的暫態(tài)不平衡電流遠(yuǎn)大于穩(wěn)態(tài)時的暫態(tài)不平衡電流，因此僅在整定計算中增加兩次穩(wěn)態(tài)不平衡電流是不安全的。抗飽和方法是使用帶氣隙的TPY電流互感器。然而，差動保護(hù)中廣泛使用的是P級電流互感器。P級電流互感器的穩(wěn)態(tài)誤差不超過10%，瞬態(tài)誤差必須超過穩(wěn)態(tài)誤差。在實(shí)踐中，瞬態(tài)誤差可以通過基于根據(jù)穩(wěn)態(tài)誤差選擇的技術(shù)規(guī)格增加密度來限制。

增加密度的方法有幾種：(1)精確極限系數(shù)增加兩倍(允許短路電流為額定電流的倍數(shù))；(2)二次額定負(fù)荷加倍；(3)增加二次電纜的橫截面積，使二次回路的總電阻減少一半；(4)改用5P電流互感器(復(fù)合誤差由10%降至5%)。

目前110kV及以下采用P級電流互感器，220kV干式變壓器也采用P級電流互感器或5P級、PR級電流互感器。因此，差動保護(hù)需要采取措施防止電流互感器飽和。500千伏干式變壓器的500千伏和220千伏側(cè)使用TPY電流互感器。500千伏側(cè)采用TPY級電流互感器保護(hù)600兆瓦大型發(fā)電機(jī)干式變壓器，發(fā)電機(jī)側(cè)采用TPY級電流互感器。 #p#分頁標(biāo)題#e#

第四，微分p靈敏度高的前提

差動保護(hù)應(yīng)具有高靈敏度和快速性。輕微匝間短路可以快速跳閘，但提高靈敏度和快速性必須以安全可靠為基礎(chǔ)。運(yùn)行實(shí)踐表明，在切除區(qū)外故障或區(qū)外故障時，使用較低的啟動電流值會造成差動保護(hù)誤動的嚴(yán)重后果，因此不要追求過高的靈敏度和快速性指標(biāo)，而忽視可靠性。

雖然提高靈敏度對于反映小故障是有效的，但是必然會降低安全性。干式變壓器的嚴(yán)重故障并不都是由小故障發(fā)展而來的，故障發(fā)生的瞬間仍然會發(fā)生設(shè)備燒毀事故。同時，小故障發(fā)展成大故障是需要時間的，所以也允許用一些時間來切除小故障的故障。長期運(yùn)行實(shí)踐證明，干式變壓器的氣體保護(hù)是切除運(yùn)行時間稍長的小匝間故障。

輕微匝間故障引起的機(jī)械應(yīng)力和熱效應(yīng)不大，如果在200ms內(nèi)排除故障，堆芯不會受到危害。從維護(hù)的角度來看，只要鐵芯沒有損壞，輕微和嚴(yán)重的匝間故障都需要更換。所以只要差動保護(hù)在鐵芯損壞前動作，就能滿足維修要求，不必降低線圈的燒損程度，犧牲保護(hù)的安全性。

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