1.簡介干式變壓器差動(dòng)保護(hù)是干式變壓器的主要保護(hù)。一般采用帶制動(dòng)特性的比率差動(dòng)保護(hù)。由于其對區(qū)域內(nèi)故障的可靠運(yùn)行和對區(qū)域外故障的可靠鎖定，在系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。許多文獻(xiàn)[1]和[2]對上述兩種故障都做了詳細(xì)的分析，但從現(xiàn)場工程實(shí)踐來看，當(dāng)干式變壓器在區(qū)域外發(fā)生短路故障時(shí)，由于流經(jīng)干式變壓器的短路電流巨大，干式變壓器本身的絕緣和性能受到損害，并且干式變壓器經(jīng)常發(fā)生匝間短路故障，這就要求差動(dòng)保護(hù)在這種情況下能夠可靠運(yùn)行而不被誤閉鎖，因此提出差動(dòng)保護(hù)，本文重點(diǎn)分析了工程現(xiàn)場存在的問題。二、加強(qiáng)主保護(hù)，應(yīng)使差動(dòng)保護(hù)更加完善，簡化整定計(jì)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(dòng)保護(hù)應(yīng)在安全可靠的基礎(chǔ)上完善。

在簡化整定計(jì)算時(shí)，差動(dòng)保護(hù)應(yīng)設(shè)置自動(dòng)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(dòng)保護(hù)用電流互感器的基本要求

差動(dòng)保護(hù)用電流互感器需要滿足兩個(gè)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?jì)算中使用的不平衡穩(wěn)態(tài)電流是按10%的誤差閾值計(jì)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(shí)間常數(shù)、電流互感器的工作周期和經(jīng)過時(shí)間、二次回路的時(shí)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(shí)，二次電流畸變會(huì)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(shí)，電流互感器可能過早飽和。差動(dòng)保護(hù)的暫態(tài)不平衡電流遠(yuǎn)大于穩(wěn)態(tài)時(shí)的暫態(tài)不平衡電流，因此僅在整定計(jì)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(dòng)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[2]: (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(dòng)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，差動(dòng)保護(hù)高靈敏度的前提是安全可靠

差動(dòng)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(shí)，使用較低的啟動(dòng)電流值會(huì)造成差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)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(huì)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(huì)發(fā)生設(shè)備燒毀事故。同時(shí)，小故障發(fā)展成大故障是需要時(shí)間的，所以也允許用一些時(shí)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(shí)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(huì)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(dòng)保護(hù)在鐵芯損壞前動(dòng)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。

動(dòng)詞（verb的縮寫）簡化備份保護(hù)

后備保護(hù)功能主要針對干式變壓器區(qū)域外的故障，特別是考慮到與其相連的母線發(fā)生故障且未切除的保護(hù)。當(dāng)然也可以作為干式變壓器(特別是110千伏及以下電壓等級的干式變壓器)主保護(hù)的后備，以及所接線路保護(hù)(特別是110千伏及以下電壓等級的線路)的后備。加強(qiáng)主保護(hù)后，差動(dòng)保護(hù)加倍配置，氣體保護(hù)先立DC電源，主保護(hù)非常可靠、靈敏、快速，后備保護(hù)應(yīng)簡化。后備保護(hù)只要有220kV及以上的電壓系統(tǒng)，就是近后備，110kV及以下的電壓系統(tǒng)是遠(yuǎn)后備的基礎(chǔ)。沒有必要按照線路保護(hù)設(shè)置幾個(gè)后備保護(hù)。線路保護(hù)有距離保護(hù)，基本不受短路電流影響。保護(hù)范圍相對固定，配合相對簡單。干式變壓器的后備保護(hù)主要是母線的近后備和110千伏及以下電壓等級線路的遠(yuǎn)后備。只要系統(tǒng)中的故障可以通過保護(hù)動(dòng)作排除而不拒動(dòng)，就能滿足要求。后備保護(hù)能否解決電流保護(hù)的多級協(xié)調(diào)是一個(gè)復(fù)雜而又困難的問題。干式變壓器的后備保護(hù)不需要多級配合和整定值校驗(yàn)，因此在整定計(jì)算中要擺脫配合的困難。目前三段八時(shí)限微機(jī)保護(hù)各側(cè)帶相間保護(hù)和接地保護(hù)的復(fù)雜保護(hù)都是自我約束，不利。

簡化后備保護(hù)的原則，作者認(rèn)為干式變壓器高壓側(cè)只設(shè)置復(fù)合電壓過電流保護(hù)，中、低壓側(cè)設(shè)復(fù)合電壓過電流保護(hù)作為遠(yuǎn)后備，電流限時(shí)速斷作為母線近后備。

六、結(jié)語

干式變壓器差動(dòng)保護(hù)提高靈敏度和快速性必須建立在安全可靠的基礎(chǔ)上，應(yīng)采取防止因電流互感器飽和和區(qū)外故障切除的暫態(tài)誤差造成誤動(dòng)的措施。 #p#分頁標(biāo)題#e#

加強(qiáng)主保護(hù)理應(yīng)簡化后備保護(hù)，干式變壓器后備保護(hù)主要是作為母線的近后備，110kV及以下電壓等級線路的遠(yuǎn)后備，要擺脫整定計(jì)算中難以配合的困擾，不作定值校核，為此高壓側(cè)后備保護(hù)僅設(shè)復(fù)合電壓過流保護(hù)，中、低壓側(cè)后備保護(hù)設(shè)復(fù)合電壓過流保護(hù)和電流限時(shí)速斷保護(hù)，前者按干式變壓器額定電流整定，后者按同側(cè)母線的較低靈敏度要求整定，時(shí)間應(yīng)與同側(cè)相鄰線路的相應(yīng)時(shí)間相配合。