CT飽和對變壓器差動保護的影響

一、故障現象

自2023年5月沙站變電站改造投運以來，因10kv線路故障速斷跳閘引起的主變差動保護動作多次發生，兩年來因線路故障引起的主變差動保護動作達十幾次，檢修工區組織人員多次查詢與分析，始終沒有得到有效的解決，使檢修人員承受著較大的精神壓力、經濟損失和繁重的工作量。

二、故障檢修

1、該站差動繼電器繼電器dzs-233板前接線採用許昌繼電器廠生產的dcd—4型產品。

2、故障發生後我們對差動保護裝置進行了全面檢查。

⑴對差動繼電器進行了校驗，並將正常執行的繼電器進行了更換，檢驗合格。

⑵檢查差動保護整定值，與定值通知單的資料相符。

⑶檢查差動保護二次迴路接線正確，二次迴路絕緣符合規程要

求。⑷測量相位角與差流均正確。

⑸測量電流互感器的變化，變流比符合通知單要求。

⑹差動保護傳動試驗，差動繼電器動作正確,訊號繼電器掉牌正確，保護出口繼電器動作正確，保護裝置無誤動或拒動現象。

以上各專案檢查全部合格，說明差動保護裝置及二次迴路接線良好，未有故障。

三、綜合分析

根據以上常規的故障查詢方法，均未查出明顯的問題，因此我們查閱了繼電保護叢書以及繼電保護裝置及二次迴路故障檢修書籍等。我們認為：既然差動保護裝置各項檢查都合格，那麼，只能對差動ct作進一步分析，看ct是否有問題。

但從歷史統計資料來看，差動保護從未因ct引起過誤動，所以沒有引起足夠重視。但從故障性質進行分析，都是因為10kv線路速斷動作引起的誤動。也就說明短路電流較大時，造成ct鐵芯飽和，產生二次不平衡電流。

因此，我們又查閱了關於電流互感器的反事故措施，要求表明：

⑴要適度增大主變電流互感器變比，以減小電流互感器大電流時的飽和度。

⑵改善互感器特性，使用差動繼電器專用（d級）電流互感器，其伏安特性試驗，要求電流互感器在二次繞組中加入電流為1a時，二次繞組端電壓為120v以上，隨著電流的增大，二次繞組端電壓逐步上公升，不迅速飽和。

⑶增大差動保護用電流互感器二次迴路電纜芯線截面,以減小電流互感器二次迴路負載電阻。

⑷目前我們常用的電流互感器的精度等級，0.2級用於測量，0.5級用於計量，3級、10p級用於保護，d級用於差動，另外：

10p級又分為：10p/10、10p/15、10p/20等，表示10p/10級型電流互感器在10倍一次額定電流下，復合誤差不超過5%。

根據這一原則，我們對高低壓ct進行了詳細的排查，結果發現，10kv電流互感器的差動保護為10p級，35kv開關套管ct差動保護為0.2級。原因是這台開關原來是線路開關，變電站改造將其作為主變開關，因ct變比過大，故進行更換，更換後廠家一是誤更換為0.

2級；二是沒有更換銘牌。所以安裝人員將其作為差動ct。這樣以來

當外部產生較大的短路電流時，高低壓側ct的飽和狀態和飽和程度不成正比，因此產生較大的不平衡電流，造成差動保護動作。

問題分析確認後，我們將套管ct，更換為10p/10級，差動保護誤動作問題得到了有效的解決。

由此得出，ct飽和對差動保護的影響：

⑴在故障條件下,由於故障電流大、故障電流中的非週期分量、ct鐵心中剩磁的存在等原因，ct存在飽和的可能性,特別是ct在大的衝擊電流之後,由於剩磁的影響,ct可能在比較小的故障電流下而發生飽和。

⑵比率制動特性僅考慮了10%誤差曲線，這意味著比率制動特性不能保證當ct飽和，誤差超過10%以後能可靠制動。所以在外部故障時，如果僅有比率制動特性，ct飽和時，差動就有誤動的可能。換一句話說，僅有比率制動特性的差動保護，在外部故障時發生誤動是不可避免的。

⑶如何解決ct飽和對差動保護的影響。歷史上曾出現的高阻、中阻差動。當今微機保護中採用的ct飽和檢測技術。

四、故障結論

主變差動保護裝置誤動，主要由35kv側差動保護所用的lw8-35六氟化硫斷路器斷路器c45n套管ct的精度等級選擇不當，形成當外部故障短路電流較大時，兩側ct飽和度不成正比，出現不平衡電流,引起差動保護動作。

五、防範措施

1、差動保護接線要選擇相應的ct變比和精度。

2、主變保護ct變比適度增大,以減小大電流時的飽和度。

3、差動保護兩側ct的特性應一致。

4、選用差動ct要進行伏安特性實驗。用伏安特性曲線上的拐點電壓u拐除以5a與額定二次阻抗的乘積所得的商與標稱準確限值電流倍數相比較，是考核保護級ct抗飽和效能的直觀方法。前者大則抗飽和特性符合要求，否則即為不合要求。