一起线路故障引起主变差动保护误动的分析
广东电网有限责任公司韶关供电局的研究人员李杰，在2019年第12期《电气技术》杂志上撰文，介绍了一起因110kV终端变电站35kV线路故障引起主变差动保护误动作的案例。通过对保护动作报文、事故录波、CT升流、伏安特性、绝缘检查等现场检查，确定主变中压侧B相电压互感器二次差动保护绕组发生故障，对主变差动保护情况进行分析，得出结论，即动作情况满足主变差动逻辑条件，并提出解决方案。
在电力系统运行中，随时可能出现各种故障和非正常运行状态。继电保护作为电网安全的最后一道防线，时刻保护着电网及其设备。主变差动保护是保证变压器安全可靠运行的保护之一，当主变范围外发生故障时，主变差动保护不应该动作。
本文对一起由35kV线路故障引起主变差动保护动作的事件进行深入调查，从各方面分析判断事故的起因、事件发展变化的过程和主变差动保护动作情况，以期为以后类似问题的调查分析提供借鉴。
1 事故经过
1.1 故障前运行方式
110kV马头站两台主变均在运行状态，#1主变高压侧1101和中压侧301开关均在合闸状态，低压侧501开关处于分闸状态（#1主变为无载调压变压器，正常方式下10kV负荷由#2主变供电）；#2主变高压侧1102开关、中压侧302开关和低压侧502开关均在合闸状态；35kV分段300开关在分闸状态，35kV分段备自投投入；10kV 1M与10kV 2M分段500开关在合闸状态。110kV马头站简化主接线图如图1所示。
图1 110kV马头站简化主接线图
1.2 事件简述
2013年5月15日新丰县出现强雷雨天气，110kV马头站35kV丰马线、马涧线、马金线、马新线相继发生故障，10:35:07，110kV马头站#2主变比率差动保护动作跳开#2主变三侧开关。10:35:16，35kV分段300开关备自投动作，合分段300开关。
2 事件分析
2.1 故障原因的初步分析
通过查看监控后台报文（见表1）可知，整个事故发生的过程如下：
2013年5月15日10:28:49:876，35kV 323开关丰马线发生BC相间短路，过流Ⅰ段保护动作。10:29:02:741，35kV 323开关丰马线重合闸动作。
2013年5月15日10:35:07:227，35kV 322开关马新线发生AB相间短路，过流Ⅰ段保护动作。
2013年5月15日10:35:07:266，#2主变比率差动保护动作，跳开#2主变三侧开关。
运行人员对#2主变进行外观检查，在差动保护范围内未发现明显故障点，避雷器没有动作记录。当时马头站及其周边区域为强雷雨天气，监控后台的记录显示#2主变跳闸的同时35kV马新线发生了AB相间短路故障，并造成过流Ⅰ段保护动作，初步认为本次跳闸事故的直接原因是#2主变B相因穿越性故障导致B相比率差动保护误动作。
表1 监控后台报文
运行人员在将302开关转为检修状态后，经伏安特性检查发现，302开关CT的B相CT差动保护用绕组很快饱和，这一缺陷将使#2主变在区外故障时产生较大差流。
2.2 保护动作分析（略）
110kV马头变电站主变保护均采用许继WBH- 800系列装置，其中差动保护采用WBH-812A/R1、高、中、低后备均为WBH-813A/R1，35kV线路保护采用WXH-821A/P保护装置。表2为本次保护事件的查询结果。
表2 本次保护事件的查询结果（日期：2013-05-15）
2.3 结论分析
在本次跳闸事件中，110kV马头站#2主变差动保护装置动作逻辑正确，但由于#2主变中压侧302开关B相CT的二次差动绕组发生故障，传送至主变差动保护装置的二次电流值比实际值偏小，所以在35kV线路发生相间短路故障时，差动保护装置产生较大差流，使其B相差动保护动作电流大于制动电流，导致比率差动保护误动作跳闸。
3 事故的后续处理
在没有备用保护绕组及备用CT的情况下，为了尽快对#2主变复电，继保人员临时把#2主变差动保护中压侧CT改为与中压侧后备保护串接，使#2主变差动保护暂时恢复正常；并尽快对马头站#2主变中压侧302开关CT进行了更换（安徽互感器公司生产）。
事故调查分析是继电保护人员必备的技能。本文通过对一起线路故障主变跳闸事故的分析过程，为类似故障提供了值得借鉴的思路和方法。
对于区外故障引起主变误动的事故，建议首先从后台报文着手，把握事故发展过程，然后对比主变差动保护动作数据和线路保护动作数据，判断故障类型，并对取自同一CT的不同绕组的录波采样进行对比分析，进而查找误动原因。
对于CT绕组故障的情况，可以临时采用电流回路串联的解决方案。