變壓器差動(dòng)保護中電流互感器TA及其聯(lián)接組的若干問(wèn)題探討

對于發(fā)生在被保護變壓器區外的故障引起的電流互感器TA飽和，利用故障發(fā)生的最初的1/4T- 1/2T時(shí)間內，可以通過(guò)高值的初始制動(dòng)電流(I_TA)檢測出來(lái)，此制動(dòng)電流會(huì )將工作點(diǎn)短暫的移至附加穩定特性區內。反之，當變壓器區內故障時(shí)，由于差動(dòng)電流很大，其與制動(dòng)電流的比值引發(fā)的工作點(diǎn)會(huì )立即進(jìn)入比率差動(dòng)保護的動(dòng)作特性區內。因此，保護通過(guò)測量的電流量值引發(fā)的工作點(diǎn)是否在附加穩定特性區內，在半個(gè)周期內由此判別作出決定。一旦檢查出外部故障引起電流互感器TA飽和，可以選擇差動(dòng)保護自動(dòng)閉鎖了比率差動(dòng)保護，并按照整定的時(shí)間(T_TA)內一直有效閉鎖比率差動(dòng)保護，直到整定的時(shí)間到時(shí)才解除閉鎖。檢查出變壓器區外故障引起電流互感器TA飽和的判據公式如下式(7)。

式中：I_TA為 檢查T(mén)A飽和制動(dòng)電流門(mén)坎值；T_TA為 TA飽和閉鎖時(shí)間
在外部故障引起的電力互感器TA飽和閉鎖了比率差動(dòng)保護期間，如果發(fā)生故障變化在變壓器保護區內也發(fā)生了故障，其引發(fā)的工作點(diǎn)穩定地連續兩個(gè)周期工作在高定值的動(dòng)作區內，那么電流互感器TA飽和閉鎖會(huì )被立即解除。由此可靠地檢查出被保護變壓器發(fā)展中的故障而迅速動(dòng)作。

3 電流互感器TA二次電路斷線(xiàn)或短路時(shí)的對策
歷來(lái)，對于微機型變壓器差動(dòng)保護判別其電流互感器二次電路的斷線(xiàn)或短路故障比較困難，原因是單純通過(guò)本身的電流量去判斷接線(xiàn)比較復雜的電流互感器二次電路的多種多樣的斷線(xiàn)和短路故障，很難與各種各樣的系統異?；蚬收锨闆r區分，因此很多微機型變壓器差動(dòng)保護都只是配有簡(jiǎn)單的電流互感器二次電路的斷線(xiàn)判別元件。針對這種情況，介紹一種由電流量和電壓量共同判別電流互感器TA二次電路斷線(xiàn)或短路的判別原理，它特別適用于主后備一體化方式的微機型變壓器保護裝置。
變壓器差動(dòng)保護的差流異常報警和電流互感器TA二次電路斷線(xiàn)或短路判據如下：
1)差流異常告警
當任何一相差流的有效值大于告警門(mén)坎值，而且連續滿(mǎn)足該動(dòng)作條件的時(shí)間超過(guò)10秒鐘時(shí)，保護裝置發(fā)出差流異常告警信號，但是不閉鎖比率差動(dòng)保護。該項功能兼有電流互感器TA二次電路斷線(xiàn)或短路、采樣通道異常(器件損壞或特性改變等)、外部接線(xiàn)回路不正常等情況的綜合告警作用。
2)瞬時(shí)電流互感器TA斷線(xiàn)或短路告警
在保護啟動(dòng)后滿(mǎn)足以下任一條件時(shí)開(kāi)放比率差動(dòng)保護：
① 任一側任一相的電壓元件有突變啟動(dòng)；
② 任一側負序電壓大于門(mén)坎值；
③ 啟動(dòng)后任一側的任一相電流比啟動(dòng)前增大；
④ 啟動(dòng)后最大相電流大于1.2I_e。
如果上述排除系統故障或擾動(dòng)的判據不滿(mǎn)足，而差動(dòng)電流的工作點(diǎn)滿(mǎn)足公式(8)時(shí)，那么保護判別為電流互感器TA二次電路斷線(xiàn)或短路故障，而不認為發(fā)生了變壓器內部短路故障。

式中：I_dset為檢查斷線(xiàn)或短路差動(dòng)電流門(mén)坎值； k為 檢查斷線(xiàn)或短路的比率系數。
在以上判據的實(shí)際應用中，為了滿(mǎn)足不同用戶(hù)的需要，該判據元件可以設計為通過(guò)配置字選擇僅僅發(fā)出告警信號，或者選擇發(fā)出告警信號并且閉鎖比率差動(dòng)保護，或者選擇不投入此判據元件。在選擇了發(fā)出告警信號并且閉鎖比率差動(dòng)保護時(shí)，在此選擇下還可以選擇“永久”閉鎖比率差動(dòng)保護或相電流增大超過(guò)1.2I_e時(shí)自動(dòng)解除閉鎖比率差動(dòng)保護。
由于以上判據選擇了電流量和電壓量綜合判別，所以對于電流互感器二次電路的各種斷線(xiàn)或短路情況都能夠很好地判別出來(lái)。因此，不僅全面增加了電流互感器二次電路故障情況的判別類(lèi)型范圍，而且對于電流互感器二次電路的各種各樣的斷線(xiàn)或短路情況判別得更準確、更可靠、更全面。

4 電流互感器TA接線(xiàn)的相序、極性和接地問(wèn)題
變壓器差動(dòng)保護按照有關(guān)的規定在保護投運前要嚴格檢查輸入保護裝置的電流互感器接線(xiàn)電路的相序和極性，確保變壓器差動(dòng)保護的正確工作。但是工程實(shí)踐反映，由于各種各樣的原因，現場(chǎng)確有接錯變壓器各側電流互感器三相電路的接線(xiàn)，導致相序和極性錯誤的情況發(fā)生，造成變壓器差動(dòng)保護不應有的誤動(dòng)。如果保護裝置本身可以直觀(guān)的顯示輸入的變壓器各側電流量的相角、幅值，那么對于變壓器差動(dòng)保護的各側電流互感器接線(xiàn)的相序和極性檢查會(huì )有很大的幫助，對變壓器差動(dòng)保護的安全穩定運行又多了一份保證?；诖丝紤]，利用微機型保護的較強的人機接口功能，可以直觀(guān)顯示變壓器各側電流量的相對相位角度和幅值，顯示差流的幅值等，觀(guān)察輸入電流量的測量情況。因此，在變壓器投運后帶有輕負荷的情況下，由現場(chǎng)的保護技術(shù)人員通過(guò)觀(guān)察變壓器差動(dòng)保護裝置測量顯示的變壓器各側電流量的情況和差流的情況，繪出變壓器各側電流量的相量圖，就可以直接分析驗證變壓器各側電流互感器TA電路接線(xiàn)是否正確。如果通過(guò)觀(guān)察分析和得到的相量圖確認接入變壓器差動(dòng)保護裝置的變壓器各側的相電流電路接線(xiàn)正常，僅僅有顯示的差流不正常，那么有可能是保護裝置本身的數字化平衡變壓器各側電流量的整定值整定有問(wèn)題，從而也驗證了保護裝置的數字化平衡變壓器各側電流量的整定值是否正確。
變壓器差動(dòng)保護的二次電流回路接線(xiàn)的另外一個(gè)值得注意的問(wèn)題是：接地點(diǎn)問(wèn)題。關(guān)于儀用互感器的二次回路必須有可靠的接地的要求，在國內外的相應規程中都有明確的規定。例如，在1983年部頒《繼電保護和安全自動(dòng)裝置技術(shù)規程》中，就有如下條文： 電流互感器的二次回路應有一個(gè)接地點(diǎn)，并在配電裝置附近經(jīng)端子排接地。但對于有幾組電流互感器聯(lián)接在一起的保護裝置，則應在保護屏上經(jīng)端子排接地。
工程實(shí)踐中反映，確有將接入變壓器差動(dòng)保護裝置的電流互感器二次回路多點(diǎn)接地的情況發(fā)生，造成變壓器差動(dòng)保護裝置誤動(dòng)或異常。解決這一問(wèn)題一方面靠嚴格執行有關(guān)的規程進(jìn)行施工外，另一方面同樣在變壓器投運后帶有負荷的情況下，由現場(chǎng)的保護技術(shù)人員通過(guò)觀(guān)察變壓器差動(dòng)保護裝置測量顯示的差流的情況分析解決。如果變壓器差動(dòng)保護裝置測量顯示的差流不正常，在排除了TA相序接線(xiàn)錯誤和裝置本身數字化平衡變壓器各側電流量的整定值錯誤的情況下，那么可以檢查電流互感器TA二次回路是否有多點(diǎn)接地的情況存在。
此外，對于變電站內的地網(wǎng)也要按照有關(guān)規程的要求安全可靠的構成一個(gè)完整的等電位面的地網(wǎng)，無(wú)論主控制室內的地網(wǎng)和開(kāi)關(guān)站的地網(wǎng)都要可靠安全的互連，二次設備的接地點(diǎn)也一定要按照有關(guān)規程安全可靠的接在地網(wǎng)上。以免開(kāi)關(guān)站內發(fā)生接地故障時(shí)串入高壓造成二次電纜燒毀和損壞二次的保護控制設備或一些意想不到的事情發(fā)生，對保護的正確工作造成影響。

5 結束語(yǔ)
以上的分析，探討了變壓器差動(dòng)保護中電 流互感器及其聯(lián)接組的若干問(wèn)題，這些問(wèn)題往 往對于變壓器差動(dòng)保護的正確工作影響很大。不能 夠很好的解決這些問(wèn)題，就會(huì )直接影響變壓器差動(dòng) 保護的性能，甚至造成變壓器差動(dòng)保護的誤動(dòng)或拒 動(dòng)。實(shí)際應用中，由此引起的變壓器差動(dòng)保護的不正常工作情況也時(shí)有發(fā)生。
本文介紹的方法已經(jīng)在實(shí)際裝置中得到了很好的應用，RTDS數字仿真試驗、動(dòng)模試驗和實(shí)際現場(chǎng)應用都取得了滿(mǎn)意的效果，很好地解決了這些問(wèn)題。