安全生产
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2013年第03期 总第310期
主变投运差动保护动作的原因分析
（汝南县电业公司，河南…汝南…463300）
王永慧
差动保护做为变压器主保护，其保护范围是变压器各
侧电流互感器之间的一次设备，当变压器内部故障时，两
侧（或三侧）向故障点提供短路电流，差动保护感受到的
二次电流正比于故障点电流，差动继电器动作，其主要反
映以下故障：变压器引线及内部线圈的匝间短路，线圈的
层间短路，大电流接地系统中线圈及引线的接地故障。它
能迅速而有选择地切除保护范围内的故障，但往往却因接
线错误而导致差动保护误动。
1保护动作情况
汝南县35 kV三桥变电站通过增容改造后进行试送
电，两台主变的冲击、核相等工作均顺利正常，在进行三
桥#1主变带负荷时，三桥#1主变差动保护动作跳闸，现
场调度随即令三桥#1主变停止运行，解除备用，做安全
措施，并安排保护人员准备进行检查试验，同时又对三桥
#2主变进行了带负荷试验，三桥#2主变差动保护也出现
动作跳闸情况。
2保护动作现场试验分析
针对两台主变均出现相同的保护动作情况，现场运行
验收人员认为有以下几种可能：两台变压器的差动保护范
围内均存在故障
；电流互感器二次接线极性端有接反现象
或接线有不正确情况；保护定值输入出现错误。
现场运行及保护人员立即对两台主变进行了检查试
验，经测量两台变压器直流电阻均正常，变压器与电流互
感器之间也无任何异物，变压器内部未发现气体产生，冲
击试验时变压器声音均正常，可以排除变压器差动保护范
围内存在故障而导致动作。
保护人员又将两台主变两侧的电流互感器二次线重
新核对了变比、用万用表进行点极性、核对线号，接线变
比、极性端、接线均正确。为避免使用万用表点极性过程
出现错误，保护人员将极性反接后，两台主变带负荷时仍
然出现差动保护动作跳闸，这也说明不是电流互感器二次
线极性端存在问题。
运行人员对照保护定值方案，重新核对定值输入情况
也未发现错误。
3问题的提出及分析
在以上情况均排除后，仍然出现差动保护动作，运
行保护人员向验收专家组提出这样一个问题：35 kV三桥
变电站在20世纪90年代建设时期，由于受当时设计技术
影响，35 kV三桥变电站设计为小型化末端变电站，室外
布局较为紧凑，35 kV进线间隔只有一组刀闸，且安装在
35 kV母线门型构架上，三桥351母刀闸与35 kV母线的
A相跳线，距离35 kV进线刀闸与母线的跳线较近，缺少
安全距离，为了保证安全距离，当时将A相与C相的跳
线进行了互换，这样三桥351母线A相跳线在空间上距
离缩短，减少了跳线的摆动幅度，保证了与35 kV母线跳
线的安全距离；本次增容改造，由于受资金限制，室外设
备构架均未改动，只对一次设备进行了增容和更换，并将
常规继电器保护更换为综合自动化保护。主变的一次进线
侧A相与C相仍按原来的方式进行跳线，是否问题就出
在这里。
3.1 主变接线组别的变化
在电力系统中，35 kV主变压器常采用Yd11接线方
式，35 kV三桥#1、#2主变压器也是Yd11接线方式，
当A相与C相接反后，实际接线方式已发生了变化，由
Yd11变化为Yd1。即低压侧按ax–cz–by–ax顺序接成三
角形，变化为ax–by–cz–ax
顺序接成三角形。变化情况如
图1、图2所示。
i
Ａ＇２
i
Ｃ＇２
i
Ｂ＇２
i
Ｂ＇２
i
Ｃ＇２
i
Ａ２
i
Ｂ２
i
Ｃ２
i
Ａ＇２
i
Ｃ＇２
i
Ｂ＇２
i
Ａ＇２
i
Ｂ＇２
i
Ｃ＇２
i
Ａ２
i
Ｂ２
i
Ｃ２
i
Ｂ２
i
Ｃ２
i
Ａ２
图1 Yd11接线图
图2 Yd1接线图
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安全生产
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RURAL ELECTRIFICATION
2013年第03期 总第310期
3.2 差动保护的相位补偿
当变压器的接线方式采用Yd11时，变压器两侧电
流的相位差为30°，如果不采取措施，差动回路中将会
由于变压器两侧电流相位不同而产生不平衡电流，为了
保证动作的准确性，必须消除这种不平衡电流，常采用
的做法是用电流互感器二次接线进行相位补偿，将变压
器星形侧的电流互感器接成三角形，将变压器三角形侧
的电流互感器接成星形。采用相位补偿后，变压器星形
侧电流互感器二次回路中的电流
i
A2、iB2 、iC
2
刚好与变
压器三角形侧电流互感器二次回路中的电流
i
a2、ib2 、ic
2
同相位。如图3所示。
3.3 实际的相位补偿
在变压器正常接线方式情况下，经过相位补偿后，
Yd11接线组别星形侧电流互感器二次回路中的电流分别
为：
i
A2 = iA2′– iB
2′
i
B2 = iB2′– iC
2′
i
C2 = iC2′– iA
2′
Yd1接线组别星形侧电流互感器二次回路中的电流
分别为：
i
A2 = iA2′– iC
2′
i
B2 = iB2′– iA
2′
i
C2 = iC2′– iB
2′
由于三桥#1、#2主变设备铭牌标注都是Yd11接线，
一次接线人为接反，使实际变压器的接线方式发生了改
变，接线方式变为Yd1，根据主变差动保护装置使用说
明书的技术要求，变压器各侧的电流互感器二次侧均采
用星形接线，其二次电流直接接入装置。这样实际变压
器各侧电流互感器二次电流的相位补偿，均由保护装置
的内置软件按照变压器Yd11接线方式自动校正，在经
过软件进行相位补偿后，变压器星形侧电流互感器二次
回路中的电流
i
A2、iB2、iC
2
，与变压器三角形侧电流互感
器二次回路中的电流
i
a2、ib2 、ic
2
相位差达到了60°，通
入负荷后，由于两侧电流相位差较大，差动电流超过差
动最小起动电流，就会发生差动动作跳闸的情况。如图
4所示。
3.4 问题的处理
检查清楚问题的所在，在处理过程中就比较简单，
通过与变电站综合自动化厂家技术人员的联系、沟通，
对两套主变差动保护装置的有关计算软件控制字进行了
重新设置、修改，两台主变带负荷后均能正常运行，差
动不平衡电流也能满足要求。
4结束语
电力变压器是变电站的主要电气设备之一，对电力
系统的安全稳定运行至关重要，一旦发生故障遭到损坏，
其检修难度大、时间长，要造成很大的经济损失；同时，
发生故障后突然切除变压器也会对电力系统造成或大或
小的扰动。变压器差动保护以及其它主、后备保护正常
运行，对电网的安全运行起着至关重要的作用，通过对
这次试运行过程中主变差动保护动作的发生、分析和处
理，要求保护运行人员在日后的工作中更应深入了解变
压器差动保护原理，熟悉现场接线，切实弄清楚不同厂
家生产的变电站综合自动化系统各种保护的实现方式、
定值意义和不同之处，从而减少事故处理时间，避免类
似情况的发生。
（责任编辑：刘艳玲）
iA1 iB1 iC1 30° ia1 ib1 ic1 30° ia2 ib2 ic2 i
A2
′
i
B2
′
i
C2
′
i
A2
i
C2
i
B2
30°
i
A1
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B1
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C1
30°
i
a1
ib1 ic1 30° ia2 i
b2
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c2
i
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′
i
B2
′
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C2
′
i
A2
i
C2
i
B2
30°
图3 Yd11接线方式相位补偿向量图
图4 Yd1接线方式按照Yd11相位补偿向量图