浅谈大型变压器过励磁保护的可靠性贾向恩，韩力，罗强银南供电局（吴忠市751100）设计接线等方面，提出整改进意见，以期达到完善过励磁保护性能，确保系统联络变压器安全、穗定、可靠运行的目的。

　　1前言过励磁倍数目前，电力系统中的大型联络变压器均配置有过励磁保护。根据有关资料统计，近年来西北地区电网在大型变压器上安装的微机型过励磁保护装置，曾多次发生误动作。经调分析，每次过励磁保护动作，均为TV二次电压变化引起，而引起二次电压变化的主要原因是操作TV或二次电压回路故障。现就过励磁保护的原理及实际应用状况进行分析，并从现场管理、技术改进方面提出相应的整改措施。

　　以供广大同行，并提出宝贵的意见。

　　2过励磁故障简介变压器是由铁芯绕组构成，其外加电压u与磁感应强度B（I）的关系为：U=4.44fWBS，由于W和S均为定数，所以有B=kU/f，K=1/4.44WS，对每台变压器来说K是常数。

　　可见，当外加电压升高及系统频率降低均可导致B的增大。

　　对于现代大型变压器，额定工作磁场强度BN=1.7~1.8T和饱和磁场强度BS=1.9~2.OT，两者很接近，容易引起过励磁故障。变压器过励磁的严重程度用过励磁倍数表示m：其中U、1为变压器高压侧实际运行电压和频率，为变压器高压侧额定运行电压和频率。

　　过励磁故障导致变压器铁芯饱和之后，铁损增加，使铁芯温度上升；变压器饱和后漏磁也增大了，其产生的涡流损耗增大，靠近漏磁场的部件将发热甚至引起高温，使变压器绝缘介质老化；铁芯饱和后，励磁电流增大，其中含有大量高次谐波。由高次谐波引起的涡流损耗与频率的平方成正比，引起变压器严重过热。变压器发生过励磁故障时，并非每次都造成设备的明显损坏，往往容易被人忽视，但多次反复过励磁，将因过热而使绝缘老化，降低设备的使用寿命n. 3导致变压器过励磁的原因与电力系统并列运行的联络变压器，发生过励磁故障的原因主要有以下几种升压变压器多在与系统并列前遭受过励磁；降压变压器虽然过电压机会少，但超高压输电线路突然失去负荷也会发生过电压；调压装置控制不住电压的上升，也将发生过电压；事故解列后系统被分割为多个局部区域，这些区域如功率缺额造成频率下降，也会引起变压器过励磁；电网解、合环考虑不周或操作不当，引起局部地区出现过电压或低频率运行；电网中发生铁磁谐振或L-C湛振亦能引起过电压。

　　对于以上种种过电压、低频率故障的发生，均要求变压器的过励磁保护正确动作，将变压器从故障系统中切除。但是本文所论述的过励磁保护跳闸故，均为在变电站操作一次TV时，引起二次电压突增（变压器实际运行电压并未变化）而发生的。这应该引起从事继电保护工作的人员注意。明原因，并提出防范措施。

　　4操作过电压的原因分析变电站如遇TV、母线停运检修时，在停运母线或TV之前，先将I母、n母的TV二次及三次并起来，以防运行保护装置失压。之后再进行倒换刀闸操作。其中I母、n母的TV开口三角绕组并接原理图，如所示。

　　其中：Z1为中控屏的并列继电器；1G、2G为TV?次隔离刀闸一相辅助接点。

　　在I母、n母的三角绕组并接状况下，拉开I母TV三相联动一次隔离刀闸的过程中，由于三相刀闸总会有一相先断开使得I母TV三相电压不对称，必然造成I母TV三角绕组开口产生与先断开相反相的100V电压，同时加在与之并接的n母开口三角绕组的两端，I母、n母开口三角各分得100/2=50（V）电压，（具体数据大小与拉合刀闸的时机有关），同时加在与之并接的n母开口三角绕组的两端，该电压通过磁耦合导致n母的二次绕组上产生一定的电压，并叠加到母各相原电压上，从而使n母三相电压发生化。其相量图如所示P1.（V）左右。

　　在某次母线停电操作过程中，我们使用HP54602示波器、FLUK多功能表监测二次电压变化情况。当拉开I母TV?次隔离刀闸时，监测到I母开口三角两端产生53V左右电压。同时，n母TV的二次电压随之变化，B相电压降低，A、C相电压升高。测得一组数据如下：计算值与实测值有误差。其误差来源是：一次三相负荷不平衡引起一次三相电压不对称，从而使TV二次三相电压不对称；再者，的实际大小及相位可能与计算值有差别。

　　监测结果表明：拉开待停运母线TV?次隔离刀闸时，运行母线二次电压A相（实测）电压过压。21倍，C相（实测Ut67V）过压1.17倍（原定值u，=57.7V、fe= 50Hz），均可使过励磁保护跳闸出口。

　　5防范操作过电压导致过励磁保护误动的措施通过以上的分析及实际验证，可以证实，存在系统一次操作引起TV二次电压变化，从而造成过励磁保护误动的情况。为此特从现场管理措施，以及技术改进方面，提出相应的整改措施。

　　5.1管理措施的改进由以上的论述和分析可知，通过对变电站现场操作的规范和细化，完全可以从根本上消除操作过电压导致过励磁保护的误动。具体措施如下：在完善过励磁保护性能的技术措施实施之前，在操作TV时，应退出过励磁保护。

　　对该保护定值进行认真核算，根据变压器生产厂家提供的过励磁曲线，适当提高定值门槛（过励磁倍数及时间）。并注意高压侧实际运行电压的额定值。

　　在TV刀闸操作过程中，建议采用分相操作。在拉TV刀闸操作中，应先拉开接通TV三次绕组的那一相；而合刀闸操作中，应比较后合接通TV三次绕组的那一相。这样，就可断开I母、n母TV三次绕组间的联系，可防止磁费合产生过电压。

　　以上管理措施的提出，虽然能防止变压器过励磁保护的误动作，但是增加了变电站运行人员的操作步骤，如果操作顺序不当，就不能防止过励磁保护的误动作。为此，应从完善过励磁保护性能的技术改进方面人手，彻底消除操作过电压或二次电压回路故障导致过励磁保护误动作事故的发生。

　　5.2技术改进方案根据现在运行保护装置在过励磁保护应用方面存在的不足之处，特提出修改意见，具体如下：增设五次谐波闭锁元件大型变压器的差动保护必须考虑变压器过电压或过励磁时，由于励磁电流急剧增大，波形严重畸变，在差动回路中产生的不平衡电流引起的差动保护误动。主变过励磁的明显特点是电流中三次、五次谐波含量增加，但三次谐波经常大量出现在其它场合。故传统的防误动措施是增设五次谐波制动回路，以IW，38%作为闭锁判据同样，差动保护的五次谐波闭锁判据可作为主变是否真正过励磁的判据。即将差动保护中五次谐波监测元件的接点串在过励磁保护出口跳闸回路中，起到五次谐波电流监测闭锁过励磁保护的作用。

　　过励磁五次谐波监测元件保护出口Z Z跳主变三侧此时应闭锁过励磁保护，在这种情况下，可设计一个预报信号，提醒运行人员来检设备，其具体方案如下：由于现运行的330kV及以上线路都装设线路TV，这给该方案的实现提供方便。即将运行的两条或两条以上电源进线线路TV的二次电压引人主变保护装置内，由线路TV的二次电压和运行母线TV的二次电压监测元件组成与门，来实现保护动作的判据。引人两条及两条以上电源进线线路TV的二次电压是为防止线路停电时，误将主变过励磁保护闭锁，故首先要对两条及两条以上线路TV的二次电压进行判别，若所取线路TV二次均有压，则取一条线路TV二次电压与母线TV二次电压来比较，若所取线路TV二次电压只有一条线路有，则只取有压的TV二次电压，若所取线路TV二次均无压，则发信号（或短时开放过励磁保护），此过程可由主变保护软件来实现。

　　具体框图如下：据~围3技术改进方案一态，一次电流中所含五次谐波分量增加，<38%处于临界状态，过励磁保护依定值经延时发告警信号。

　　励磁状态，五次谐波闭锁元件开放过励磁保护，由过励磁倍数依定值延时跳闸。

　　当U%>140%时，电流中五次谐波含量减小，五次谐波闭锁元件不能开放，为此可以参照差流速断保护设计思路，单设一个U%>140%过电压判据，不经五次谐波闭锁元件直接跳闸。从以上分析及现场实测情况可知，操作TV导致二次过电压的倍数不会大于125%.故此种处理方法是可行的。

　　此方案只需对保护软件进行适当修改，比较简单易行。

　　但需对过励磁情况下五次谐波电流特性进行详细的分析与增设线路电压闭锁回路根据西北电网近年来几次主变过励磁保护动作分析，每次动作均为TV二次电压引起，而系统电压实际并未升高的情况，故增设线路电压闭锁回路，即主变过励磁保护的动作判据为：当母线TV和线路TV的二次电压同时升高时，即判为主变过励磁，并启动主变过励磁保护动作；而当线路TV二次电压正常，母线TV二次电压升篼时，或线路TV二次电压升篼，母线TV二次电压正常时，则可判为TV二次故障，线路1线路电压过母线电压过励磁保护定线路2值门槛的判出口跳闸别技术改进方案二此方案虽然增改部分较多，但是能从根本上解决母线TV二次操作过电压引起过励磁保护动作跳闸的缺陷。

　　6结论电力变压器在系统中有着较篼的地位，起系统，向各级用户提供电力负荷的重要作用SlbTfG.T：成二次电压回路故障，而非系统或设备故障，造成变作器被切除的事故，是不能被允许的。由以上的分析，通过细化管理措施，及实施技术改进，就可以消除这一缺陷，保证电力系统的安全、长周期运行。因此，值得相关生产、运行单位予以重视。