[实用新型]一种变压器零序差动保护自校验系统

说明书

本实用新型是一种变压器零序差动保护自校验系统，包括第一电流互感器模块、零序电流互感器模块、第二电流互感器模块、信号调理模块、信号处理模块、电源模块、显示及输入模块，第一电流互感器模块、零序电流互感器模块和第二电流互感器模块的二次电流信号输出端分别连接至信号调理模块的输入端，信号调理模块的输出端连接至信号处理模块的模拟量采样输入端口，信号处理模块的通信端口与显示及输入模块的通信端相连，电源模块分别供电至信号调理模块、信号处理模块和显示及输入模块。本实用新型提升了零序差动极性校验效率，提高零序差动保护的运行可靠性，防止变压器零序差动投运后发生误动事故，又降低运营成本，本实用新型操作简单，方便实用。

技术领域

本实用新型属于零序差动保护技术领域，具体涉及一种变压器零序差动保护自校验系统。

背景技术

变压器作为交流输电技术领域重要的一环，通过电磁感应原理将交流电变换成不同电压和电流等级，完成电源侧能量传输至负荷侧。当变压器及其线路发生短路等故障时，变压器内绝缘油受到高温和电弧作用，产生大量可燃混合气体，导致油腔内压力急剧增大，严重情况下可导致变压器爆炸，对人员和设备造成极大威胁，给社会经济带了很大负面影响。因此，如何保证变压器安全稳定服役，一直以来都是电力系统领域内专家、学者的研究重点。

变压器零序差动保护对变压器绕组接地故障具有很高的灵敏性，且不受励磁涌流的影响，对电源侧而言变压器零序差动保护必不可少，是变压器纵联差动的有效补充。通常影响变压器零序差动保护关键因素为变压器中性点电流互感器极性及采用通道的正确性，根据电力系统多年运行经验来看，发生过多起变压器零序差动保护误动事件。比如某电网因变压器零序差动保护电流互感器二次回路原因导致保护误动问题突出，自2011年起，电流互感器回路极性接反、电流互感器回路检修安全措施不当等保护误动原因占比达74%，如下表所示，其中3起是变压器零序差动保护的中性点电流互感器二次回路极性接反导致。

2015年某电厂由于线路发生单相接地故障造成A套变压器保护误动跳闸，经事故分析，该厂在变压器中性点电流互感器接入故障录波器的改造过程中将电流互感器二次回路接反，即电流互感器本体端子盒1S1接电缆TH01-S2，1S2接电缆TH01-S1，导致区外故障时产生的零序差流导致A套保护误动，后修改接线为电流互感器本体端子盒1S1接电缆TH01-S1，1S2接电缆TH01-S2，该电厂再无零序差动保护误动事件发生。

某电网220kV及以上主变压器年均发生故障20~30起，之所以发生这些事故，根本原因在于变压器正常运行时三相电流平衡不会产生零序电流，零序差动保护投运后工作人员无法像纵差保护那样直观地观察到制动电流，即使零序差动保护中性点电流互感器回路接反或采样通道故障，保护装置也不会告警，非事故情况下难以确定零序差动保护电流互感器极性的正确性，从而导致不该发生的事故而变压器零序差动保护在投运及运行过程中均可能出现回路问题，由于变压器零序差动保护的校验难度大，保护误动风险很大，目前很多电厂退出了主变零序差动保护，不利于保护变压器，如何校验变压器零序差动保护电流互感器极性及通道的正确与否，是变压器安全投运必不可少的环节。

目前常见的变压器零序差动保护极性校验方法如下：

1）通过变压器区外接地故障时变压器高压侧和中性点侧电流互感器流过的穿越性零序电流校验回路，通常在变压器投运时不投入零序差动保护，在变电站出线故障后提取主变保护装置录波，校验零序差动保护回路正确后投入保护。

2）利用变压器空载合闸时会产生励磁涌流，即由于合闸时初始角、变压器剩磁等条件不同，励磁涌流三相不对称且其各次谐波含量不同，三相产生零序电流，零序电流中的二、三次谐波占比大，呈现典型的涌流特征；此时若变压器空载合闸时内部无故障，励磁涌流是穿越性电流，根据变压器高压侧的零序励磁涌流和中性点侧的零序励磁涌流大小和相位相校验零序差动保护电流互感器的极性。

现有技术中有关变压器零序差动保护校验存在以下缺陷和不足：