电流互感器饱和对差动保护的影响

摘要：针对运行、维护不当等多种原因造成变压器差动保护误动作，提出了常规保护装置中变压器差动保护误动作的原因、及对故障的分析，并提出了防范措施。

关键词：差动保护；电流互感器；铁心饱和；不平衡电流


差动保护主要判断变压器的绕组、匝间等内部故障。因此加强保护装置的 管理 与动作分析是设备管理工作的重点。

1 故障现象

自2005年5月，沙站变电站改造投运以来，因10kV线路故障，引起主变压器差动保护动作。两年来因线路故障，引起差动保护动作达十几次，检修工区组织人员多次查找与分析，始终没有得到有效解决，使检修人员承受着较大的压力和繁重的工作量。

2 故障检修

故障发生后，对差动保护装置进行了**检查。

对差动继电器进行了校验，并将正常运行的继电器进行了更换，检验合格。

检查差动保护整定值，与定值通知单的数据相符。

检查差动保护二次回路接线正确，二次回路绝缘符合规程要求。

测量相位角与差流均正确。

测量电流互感器的变化，变流比符合通知单要求。

差动保护传动试验，差动继电器动作正确，信号继电器掉牌正确，保护出口继电器动作正确，保护装置无误动或拒动现象。

以上各 项目 检查全部合格，说明差动保护装置及二次回路接线良好，没有故障。

3 综合分析

根据以上常规的故障查找方法，均未查出明显的问题，因此查阅了有关资料，认为既然差动保护装置各项检查都合格，只有对TA作进一步分析，看TA是否有问题。但从历史统计数据来看，差动保护从未因TA引起过误动，所以没有引起足够重视。但从故障性质进行分析，都是因为10kV线路速断动作引起的。也就说明短路电流较大时，造成TA铁芯饱和，产生二次不平衡电流。因此，又查阅了关于电流互感器的反事故措施。反事故措施中强调要适度增大主变压器电流互感器变比，以减小电流互感器大电流时的饱和度。

目前常用的电流互感器的精度等级，0.2级用于测量，0.5级用于计量，3级、10P级用于保护，D级用于差动保护。另外10P级又分为：10P/10、10P/15、10P/20等，10P/10级型电流互感器，表示在10倍一次额定电流下，复合误差不超过5%。

根据这一原则，对高低压TA进行了详细的排查，结果发现，10kVTA差动保护为10P级，35kV断路器套管差动保护TA为0.2级。原因是这台断路器原来是线路断路器，变电站改造时，将其作为主变断路器，因TA变比过大，故进行更换，更换后厂家误更换为0.2级；没有更换铭牌。所以安装人员将其作为差动用TA。这样当外部产生较大的短路电流时，高低压侧TA的饱和状态和饱和程度不成正比，因此产生较大的不平衡电流，造成差动保护动作。

问题分析确认后，将套管TA，更换为10P/10级，差动保护误动作问题得到了有效的解决。

由此得出，TA饱和对差动保护的影响很大。

在故障条件下，由于TA故障电流大、故障电流中的非周期分量、铁心中剩磁的存在等原因，存在饱和的可能性，特别是TA在大的冲击电流之后，由于剩磁的影响，可能在比较小的故障电流下而发生饱和，比率制动特性仅考虑了10%误差曲线，这意味着比率制动特性不能保证当TA饱和，误差超过10%以后能可靠制动。所以在外部故障时，如果仅有比率制动特性，TA饱和时，差动保护就有误动的可能。换一句话说，仅有比率制动特性的差动保护，在外部故障时发生误动是不可避免的。

4 故障结论

主变压器差动保护装置误动，主要由35kV侧差动保护所用的LW8-35SF6断路器套管TA的精度等级选择不当，形成当外部故障短路电流较大时，两侧TA饱和度不成正比，出现不平衡电流，引起差动保护动作。