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

對(duì)于發(fā)生在被保護(hù)變壓器區(qū)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(nèi)，可以通過(guò)高值的初始制動(dòng)電流(I_TA)檢測(cè)出來(lái)，此制動(dòng)電流會(huì)將工作點(diǎn)短暫的移至附加穩(wěn)定特性區(qū)內(nèi)。反之，當(dāng)變壓器區(qū)內(nèi)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(hù)的動(dòng)作特性區(qū)內(nèi)。因此，保護(hù)通過(guò)測(cè)量的電流量值引發(fā)的工作點(diǎn)是否在附加穩(wěn)定特性區(qū)內(nèi)，在半個(gè)周期內(nèi)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(hù)自動(dòng)閉鎖了比率差動(dòng)保護(hù)，并按照整定的時(shí)間(T_TA)內(nèi)一直有效閉鎖比率差動(dòng)保護(hù)，直到整定的時(shí)間到時(shí)才解除閉鎖。檢查出變壓器區(qū)外故障引起電流互感器TA飽和的判據(jù)公式如下式(7)。

式中：I_TA為 檢查TA飽和制動(dòng)電流門坎值；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(hù)期間，如果發(fā)生故障變化在變壓器保護(hù)區(qū)內(nèi)也發(fā)生了故障，其引發(fā)的工作點(diǎn)穩(wěn)定地連續(xù)兩個(gè)周期工作在高定值的動(dòng)作區(qū)內(nèi)，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(hù)變壓器發(fā)展中的故障而迅速動(dòng)作。

3 電流互感器TA二次電路斷線或短路時(shí)的對(duì)策
歷來(lái)，對(duì)于微機(jī)型變壓器差動(dòng)保護(hù)判別其電流互感器二次電路的斷線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比較復(fù)雜的電流互感器二次電路的多種多樣的斷線和短路故障，很難與各種各樣的系統(tǒng)異?；蚬收锨闆r區(qū)分，因此很多微機(jī)型變壓器差動(dòng)保護(hù)都只是配有簡(jiǎn)單的電流互感器二次電路的斷線判別元件。針對(duì)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(jī)型變壓器保護(hù)裝置。
變壓器差動(dòng)保護(hù)的差流異常報(bào)警和電流互感器TA二次電路斷線或短路判據(jù)如下：
1)差流異常告警
當(dāng)任何一相差流的有效值大于告警門坎值，而且連續(xù)滿足該動(dòng)作條件的時(shí)間超過(guò)10秒鐘時(shí)，保護(hù)裝置發(fā)出差流異常告警信號(hào)，但是不閉鎖比率差動(dòng)保護(hù)。該項(xiàng)功能兼有電流互感器TA二次電路斷線或短路、采樣通道異常(器件損壞或特性改變等)、外部接線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斷線或短路告警
在保護(hù)啟動(dòng)后滿足以下任一條件時(shí)開(kāi)放比率差動(dòng)保護(hù)：
① 任一側(cè)任一相的電壓元件有突變啟動(dòng)；
② 任一側(cè)負(fù)序電壓大于門坎值；
③ 啟動(dòng)后任一側(cè)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(tǒng)故障或擾動(dòng)的判據(jù)不滿足，而差動(dòng)電流的工作點(diǎn)滿足公式(8)時(shí)，那么保護(hù)判別為電流互感器TA二次電路斷線或短路故障，而不認(rèn)為發(fā)生了變壓器內(nèi)部短路故障。

式中：I_dset為檢查斷線或短路差動(dòng)電流門坎值； k為 檢查斷線或短路的比率系數(shù)。
在以上判據(jù)的實(shí)際應(yīng)用中，為了滿足不同用戶的需要，該判據(jù)元件可以設(shè)計(jì)為通過(guò)配置字選擇僅僅發(fā)出告警信號(hào)，或者選擇發(fā)出告警信號(hào)并且閉鎖比率差動(dòng)保護(hù)，或者選擇不投入此判據(jù)元件。在選擇了發(fā)出告警信號(hào)并且閉鎖比率差動(dòng)保護(hù)時(shí)，在此選擇下還可以選擇“永久”閉鎖比率差動(dòng)保護(hù)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(hù)。
由于以上判據(jù)選擇了電流量和電壓量綜合判別，所以對(duì)于電流互感器二次電路的各種斷線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型范圍，而且對(duì)于電流互感器二次電路的各種各樣的斷線或短路情況判別得更準(zhǔn)確、更可靠、更全面。

4 電流互感器TA接線的相序、極性和接地問(wèn)題
變壓器差動(dòng)保護(hù)按照有關(guān)的規(guī)定在保護(hù)投運(yùn)前要嚴(yán)格檢查輸入保護(hù)裝置的電流互感器接線電路的相序和極性，確保變壓器差動(dòng)保護(hù)的正確工作。但是工程實(shí)踐反映，由于各種各樣的原因，現(xiàn)場(chǎng)確有接錯(cuò)變壓器各側(cè)電流互感器三相電路的接線，導(dǎo)致相序和極性錯(cuò)誤的情況發(fā)生，造成變壓器差動(dòng)保護(hù)不應(yīng)有的誤動(dòng)。如果保護(hù)裝置本身可以直觀的顯示輸入的變壓器各側(cè)電流量的相角、幅值，那么對(duì)于變壓器差動(dòng)保護(hù)的各側(cè)電流互感器接線的相序和極性檢查會(huì)有很大的幫助，對(duì)變壓器差動(dòng)保護(hù)的安全穩(wěn)定運(yùn)行又多了一份保證?；诖丝紤]，利用微機(jī)型保護(hù)的較強(qiáng)的人機(jī)接口功能，可以直觀顯示變壓器各側(cè)電流量的相對(duì)相位角度和幅值，顯示差流的幅值等，觀察輸入電流量的測(cè)量情況。因此，在變壓器投運(yùn)后帶有輕負(fù)荷的情況下，由現(xiàn)場(chǎng)的保護(hù)技術(shù)人員通過(guò)觀察變壓器差動(dòng)保護(hù)裝置測(cè)量顯示的變壓器各側(cè)電流量的情況和差流的情況，繪出變壓器各側(cè)電流量的相量圖，就可以直接分析驗(yàn)證變壓器各側(cè)電流互感器TA電路接線是否正確。如果通過(guò)觀察分析和得到的相量圖確認(rèn)接入變壓器差動(dòng)保護(hù)裝置的變壓器各側(cè)的相電流電路接線正常，僅僅有顯示的差流不正常，那么有可能是保護(hù)裝置本身的數(shù)字化平衡變壓器各側(cè)電流量的整定值整定有問(wèn)題，從而也驗(yàn)證了保護(hù)裝置的數(shù)字化平衡變壓器各側(cè)電流量的整定值是否正確。
變壓器差動(dòng)保護(hù)的二次電流回路接線的另外一個(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(guó)內(nèi)外的相應(yīng)規(guī)程中都有明確的規(guī)定。例如，在1983年部頒《繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置技術(shù)規(guī)程》中，就有如下條文： 電流互感器的二次回路應(yīng)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(duì)于有幾組電流互感器聯(lián)接在一起的保護(hù)裝置，則應(yīng)在保護(hù)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(hù)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(hù)裝置誤動(dòng)或異常。解決這一問(wèn)題一方面靠嚴(yán)格執(zhí)行有關(guān)的規(guī)程進(jìn)行施工外，另一方面同樣在變壓器投運(yùn)后帶有負(fù)荷的情況下，由現(xiàn)場(chǎng)的保護(hù)技術(shù)人員通過(guò)觀察變壓器差動(dòng)保護(hù)裝置測(cè)量顯示的差流的情況分析解決。如果變壓器差動(dòng)保護(hù)裝置測(cè)量顯示的差流不正常，在排除了TA相序接線錯(cuò)誤和裝置本身數(shù)字化平衡變壓器各側(cè)電流量的整定值錯(cuò)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(duì)于變電站內(nèi)的地網(wǎng)也要按照有關(guān)規(guī)程的要求安全可靠的構(gòu)成一個(gè)完整的等電位面的地網(wǎng)，無(wú)論主控制室內(nèi)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(shè)備的接地點(diǎn)也一定要按照有關(guān)規(guī)程安全可靠的接在地網(wǎng)上。以免開(kāi)關(guān)站內(nèi)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(hù)控制設(shè)備或一些意想不到的事情發(fā)生，對(duì)保護(hù)的正確工作造成影響。

5 結(jié)束語(yǔ)
以上的分析，探討了變壓器差動(dòng)保護(hù)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(duì)于變壓器差動(dòng)保護(hù)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(hù)的性能，甚至造成變壓器差動(dòng)保護(hù)的誤動(dòng)或拒 動(dòng)。實(shí)際應(yīng)用中，由此引起的變壓器差動(dòng)保護(hù)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(yīng)用，RTDS數(shù)字仿真試驗(yàn)、動(dòng)模試驗(yàn)和實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用都取得了滿意的效果，很好地解決了這些問(wèn)題。