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摘要：本文首先讲述了调试过程中出现1000kV主变压器空充跳闸事件，重点分析了1000kV主变压器调压补偿变第一套保护装置和第二套保护装置动作的原因。最后针对当前特高压站站内设备的运行情况，提出相应的改进措施。
关键词：变压器；励磁涌流；二次谐波制动；波形分析制动；改进措施
1引言
差动保护一直以来都是电力变压器的主保护，对于纯电路设备，差动保护无懈可击，但是，对于变压器而言，其内部靠磁路联系，本质上不再满足基尔霍夫定律，变压器励磁电流成了差动保护的不平衡电流的一种来源。在变压器正常运行时，励磁支路的电流很小，只占变压器额定工作电流的5%左右，不会影响变压器的差动保护。但是变压器在不利的瞬间空载合闸时，会产生很大的励磁涌流，一般能达到额定电流的几十倍，而且持续时间长，使得差动保护误以为发生了变压器内部短路故障而跳闸，出现误动作。为此，变压器差动保护的主要矛盾就集中在如何鉴别励磁涌流和内部故障电流上，目前在实际运行中多采用二次谐波制动和波形分析制动等技术来防止变压器差动保护误动作。
2. 1000kV主变压器空充跳闸事件过程
特高压系统进行人工短路试验前的方式调整时，需要对1000kV主变压器进行充电，当合上中压侧开关对主变压器空充时，1000kV主变压器调压补偿变第一套保护装置SGT756和第二套保护装置RCS978C动作，跳开中压侧开关。
3事件分析
从现场的检查可以看出，1000kV主变压器及其调压补偿变一次、二次设备均无异常。现在分别对调压补偿保护1（SGT756）和#1调压补偿保护2（RCS978C）进行分析。
4.1 SGT756变压器保护装置动作分析
从图4-1可以看出，调压变和补偿变的励磁绕组电流都出现了畸变，含有高次谐波；波形出现了明显的间断，波形峰值越大，间断角越明显；含有大量的非周期分量，使涌流偏向时间轴的一侧。
波形对称原理是将滤直后的差流波形的前半周和后半周进行对称性比较判断半个周波中（24个点）波形的对称点数，当对称点数满足条件时，开放波形对称差动保护。波形对称原理为分相闭锁。从本次录波波形图4-2来看，调压变C相的对称点数刚好达到对称点数的门槛；且差动幅值为1.73A（定值为0.11A，即0.5Ie），满足比例制动动作条件，所以保护动作出口。
由于剩磁、合闸角等因素的影响，励磁电流可能保持偏于时间轴一侧，而励磁电流偏于时间轴一侧的这一特点使磁通对励磁电流变化的磁滞回线不与坐标原点对称，因此励磁电流正、负半周是不对称的，波形对称励磁涌流识别判据就是基于这样一个波形特征来进行励磁涌流识别的。
通过保护装置测得，调压变三相差流的不对称点数如下：
如表4-1，在空投变压器后，A相差流滤直后不对称点数为18点，B相差流保护滤直后对称点数为22点，为严重不对称，不满足开放条件。而C相差流滤直后，不对称点数才达到6点，低于门槛点数10，导致动作出口。
4.2 RCS-978C3变压器保护装置动作分析
如下图4-3，调压变A相、B相得差动电流波形都出现了明显的间断，这是励磁涌流的一个重要特征，而C相仍然是一个比较规则的正弦波。
RCS-978C变压器保护装置采用的是二次谐波分相闭锁原理，二次谐波闭锁定制整定为12%。A相和B相差动电流的二次谐波含量都大于闭锁定制，而C相差动电流的二次谐波含量低于闭锁定值，因而差动保护C相满足动作条件，保护发跳闸信号。
4.3分析结论
1000kV主变压器分接头调整后，需测量绕组的直流电阻，在此过程中测量用直流电源会将调压补偿变铁芯绕组磁化，当测量结束后，调压补偿变铁芯绕组上会留有剩磁，可能使变压器的实际饱和磁通倍數是1.2到1.3倍的额定磁通，而#1调压补偿变的二次谐波制动系统为0.12是按照一般饱和磁通为1.4倍的额定磁通幅值时合闸涌流的大小来整定的。所以，在实际运行中，变压器空载合闸后，涌流的最小二次谐波含量可能低于10%，甚至只有6%，从而可能导致变压器差动保护误动作。
当事件出现后，对差动保护范围内的一次、二次设备进行检查，均未发现异常和故障痕迹，可以确定变压器内部无故障。根据上述分析可知，保护动作的原因是：由于分接头调整带来的磁通变化，使变压器的实际饱和磁通倍数降低，使得涌流的二次谐波含量降低，造成调压补偿变差动保护动作。
5.采取的反措
为了防止特高压变压器空投过程中差动保护误动作，建议在主变压器调压补偿变进行分接头调整后，联系技术监督单位进行消磁处理，同时对调压补偿变保护软件提出如下修改意见并督促厂家分别进行软件升级：
对调压补偿变保护1（SGT756），保护软件进行如下修改：由原来的双重判据变为单个判据，具体修改内容为：将谐波制动和波形分析制动两种闭锁原理由原来的与门制动改为或门制动，即只要有一种原理涌流闭锁就闭锁出口，这样提高了#1调压补偿变保护1的可靠性。
对调压补偿变保护2（RCS978C3），保护软件进行如下修改：装置检测到变压器空投的情况下，自适应的投入200ms的循环闭锁方式，200ms过后自动切换回分相闭锁方式。即：装置突然通入电流，当任两相差流的二次谐波大于闭锁定值，则闭锁200ms，200ms后按分相方式处理。修改后可防止特高压变压器空投过程中调压变差电流二次谐波含量较低可能导致的调压变差动保护误动作。
6.总结
本文针对1000kV主变器空充跳闸事件，结合调压补偿变第一套保护SGT756和第二套保护RCS978C的原理进行分析，并初步解释了主变器空充跳闸的原因。从分析中也可以看出，两套保护分别采用波形分析制动和二次谐波制动对励磁涌流进行识别取得了较好的效果，但也存在不足。最后针对站内设备的实际运行情况，提出了防止变压器差动保护误动作的改进措施。希望本文有助于我们分析特高压变压器今后的运行情况，对实际工作起到一定的指导意义。
参考文献
[1] 贺勋.变压器励磁涌流的研究 昆明理工大学硕士学位论文，2005
作者简介：李非，男，工程师，现从事1000kV特高压运维管理工作；联系电话：15072521966
关键词：变压器；励磁涌流；二次谐波制动；波形分析制动；改进措施
1引言
差动保护一直以来都是电力变压器的主保护，对于纯电路设备，差动保护无懈可击，但是，对于变压器而言，其内部靠磁路联系，本质上不再满足基尔霍夫定律，变压器励磁电流成了差动保护的不平衡电流的一种来源。在变压器正常运行时，励磁支路的电流很小，只占变压器额定工作电流的5%左右，不会影响变压器的差动保护。但是变压器在不利的瞬间空载合闸时，会产生很大的励磁涌流，一般能达到额定电流的几十倍，而且持续时间长，使得差动保护误以为发生了变压器内部短路故障而跳闸，出现误动作。为此，变压器差动保护的主要矛盾就集中在如何鉴别励磁涌流和内部故障电流上，目前在实际运行中多采用二次谐波制动和波形分析制动等技术来防止变压器差动保护误动作。
2. 1000kV主变压器空充跳闸事件过程
特高压系统进行人工短路试验前的方式调整时，需要对1000kV主变压器进行充电，当合上中压侧开关对主变压器空充时，1000kV主变压器调压补偿变第一套保护装置SGT756和第二套保护装置RCS978C动作，跳开中压侧开关。
3事件分析
从现场的检查可以看出，1000kV主变压器及其调压补偿变一次、二次设备均无异常。现在分别对调压补偿保护1（SGT756）和#1调压补偿保护2（RCS978C）进行分析。
4.1 SGT756变压器保护装置动作分析
从图4-1可以看出，调压变和补偿变的励磁绕组电流都出现了畸变，含有高次谐波；波形出现了明显的间断，波形峰值越大，间断角越明显；含有大量的非周期分量，使涌流偏向时间轴的一侧。
波形对称原理是将滤直后的差流波形的前半周和后半周进行对称性比较判断半个周波中（24个点）波形的对称点数，当对称点数满足条件时，开放波形对称差动保护。波形对称原理为分相闭锁。从本次录波波形图4-2来看，调压变C相的对称点数刚好达到对称点数的门槛；且差动幅值为1.73A（定值为0.11A，即0.5Ie），满足比例制动动作条件，所以保护动作出口。
由于剩磁、合闸角等因素的影响，励磁电流可能保持偏于时间轴一侧，而励磁电流偏于时间轴一侧的这一特点使磁通对励磁电流变化的磁滞回线不与坐标原点对称，因此励磁电流正、负半周是不对称的，波形对称励磁涌流识别判据就是基于这样一个波形特征来进行励磁涌流识别的。
通过保护装置测得，调压变三相差流的不对称点数如下：
如表4-1，在空投变压器后，A相差流滤直后不对称点数为18点，B相差流保护滤直后对称点数为22点，为严重不对称，不满足开放条件。而C相差流滤直后，不对称点数才达到6点，低于门槛点数10，导致动作出口。
4.2 RCS-978C3变压器保护装置动作分析
如下图4-3，调压变A相、B相得差动电流波形都出现了明显的间断，这是励磁涌流的一个重要特征，而C相仍然是一个比较规则的正弦波。
RCS-978C变压器保护装置采用的是二次谐波分相闭锁原理，二次谐波闭锁定制整定为12%。A相和B相差动电流的二次谐波含量都大于闭锁定制，而C相差动电流的二次谐波含量低于闭锁定值，因而差动保护C相满足动作条件，保护发跳闸信号。
4.3分析结论
1000kV主变压器分接头调整后，需测量绕组的直流电阻，在此过程中测量用直流电源会将调压补偿变铁芯绕组磁化，当测量结束后，调压补偿变铁芯绕组上会留有剩磁，可能使变压器的实际饱和磁通倍數是1.2到1.3倍的额定磁通，而#1调压补偿变的二次谐波制动系统为0.12是按照一般饱和磁通为1.4倍的额定磁通幅值时合闸涌流的大小来整定的。所以，在实际运行中，变压器空载合闸后，涌流的最小二次谐波含量可能低于10%，甚至只有6%，从而可能导致变压器差动保护误动作。
当事件出现后，对差动保护范围内的一次、二次设备进行检查，均未发现异常和故障痕迹，可以确定变压器内部无故障。根据上述分析可知，保护动作的原因是：由于分接头调整带来的磁通变化，使变压器的实际饱和磁通倍数降低，使得涌流的二次谐波含量降低，造成调压补偿变差动保护动作。
5.采取的反措
为了防止特高压变压器空投过程中差动保护误动作，建议在主变压器调压补偿变进行分接头调整后，联系技术监督单位进行消磁处理，同时对调压补偿变保护软件提出如下修改意见并督促厂家分别进行软件升级：
对调压补偿变保护1（SGT756），保护软件进行如下修改：由原来的双重判据变为单个判据，具体修改内容为：将谐波制动和波形分析制动两种闭锁原理由原来的与门制动改为或门制动，即只要有一种原理涌流闭锁就闭锁出口，这样提高了#1调压补偿变保护1的可靠性。
对调压补偿变保护2（RCS978C3），保护软件进行如下修改：装置检测到变压器空投的情况下，自适应的投入200ms的循环闭锁方式，200ms过后自动切换回分相闭锁方式。即：装置突然通入电流，当任两相差流的二次谐波大于闭锁定值，则闭锁200ms，200ms后按分相方式处理。修改后可防止特高压变压器空投过程中调压变差电流二次谐波含量较低可能导致的调压变差动保护误动作。
6.总结
本文针对1000kV主变器空充跳闸事件，结合调压补偿变第一套保护SGT756和第二套保护RCS978C的原理进行分析，并初步解释了主变器空充跳闸的原因。从分析中也可以看出，两套保护分别采用波形分析制动和二次谐波制动对励磁涌流进行识别取得了较好的效果，但也存在不足。最后针对站内设备的实际运行情况，提出了防止变压器差动保护误动作的改进措施。希望本文有助于我们分析特高压变压器今后的运行情况，对实际工作起到一定的指导意义。
参考文献
[1] 贺勋.变压器励磁涌流的研究 昆明理工大学硕士学位论文，2005
作者简介：李非，男，工程师，现从事1000kV特高压运维管理工作；联系电话：15072521966