變壓器差動保護的不平衡電流產(chǎn)生原因和防范

    本文簡要闡述變壓器差動保護工作原理，分析差動保護不平衡電流產(chǎn)生的原因，針對不同原因，對癥下藥。提出相應(yīng)有效的防范措施，提高差動保護動作的選擇性、速動性、靈敏性、可靠性，從而保證變壓器的安全穩(wěn)定運行。查看更多精彩資訊

    [關(guān)鍵詞]差動保護電流互感器不平衡電流勵磁涌流

    1前言

    變壓器差動保護是按照循環(huán)電流原理構(gòu)成的。雙繞組變壓器，在其兩側(cè)裝設(shè)電流互感器。當兩側(cè)電流互感器的同極性在同一方向，則將兩側(cè)電流互感器不同極性的二次端子相連接（如果同極性端子均置于靠近母線一側(cè)，二次側(cè)為同極相連），差動繼電器的工作線圈并聯(lián)在電流互感器的二次端子上。在正常運行或外部故障時，兩側(cè)的二次電流大小相等，方向相反，在繼電器中電流等于零，因此差動保護不動作。然而，由于變壓器實際運行中引起的種種不平衡電流，使得差動繼電器的動作電流增大，從而降低了保護的靈敏度。

    2產(chǎn)生的原因

    不平衡電流的產(chǎn)生有穩(wěn)態(tài)和暫態(tài)二方面。穩(wěn)態(tài)不平衡電流產(chǎn)生的原因:（1）變壓器高低壓側(cè)繞組接線方式不同;（2）變壓器各側(cè)電流互感器的型號和變比不相同;（3）帶負荷調(diào)分接頭引起變壓器變比的改變。暫態(tài)不平衡電流主要是由于變壓器空載投入電源或外部故障切除，電壓恢復(fù)時產(chǎn)生的勵磁涌流。

    3影響和防范措施

    下面就以上幾種變壓器差動保護的不平衡電流產(chǎn)生原因和防范措施進行闡述。

    3.1變壓器高低壓側(cè)繞組接線方式不同的影響和防范措施:

    3.1.1變壓器接線組別對差動保護的影響

    對于Y，y0接線的變壓器，由于一、二次繞組對應(yīng)相的電壓同相位，故一、二次兩側(cè)對應(yīng)相的相位幾乎完全相同。而常用的Y，d11接線的變壓器，由于三角形側(cè)的線電壓，在相位上相差30°，故其相應(yīng)相的電流相位關(guān)系也相差30°，即三角形側(cè)電流比星形側(cè)的同一相電流，在相位上超前30°，因此即使變壓器兩側(cè)電流互感器二次電流的數(shù)值相等，在差動保護回路中也會出現(xiàn)不平衡電流。

    3.1.2變壓器接線組別影響的防范措施

    為了消除由于變壓器Y，d11接線而引起的不平衡電流的影響，可采用相位補償法，即將變壓器星形側(cè)的電流互感器二次側(cè)接成三角形，而將變壓器三角形側(cè)的電流互感器二次側(cè)接成星形,從而把電流互感器二次電流的相位校正過來。相位補償后，為了使每相兩差動臂的電流數(shù)值近似相等，在選擇電流互感器的變比nTA時，應(yīng)考慮電流互感器的接線系數(shù)KC后，即差動臂的電流為KCI1/nTA。其中，I1為一次電流，電流互感器按星形接線時則KC=1，按三角形接線時KC=√3，如電流互感器的二次電流為5A時，則兩側(cè)電流互感器的變比按以下兩式選擇。

    變壓器星形側(cè)的電流互感器變比為:

    nTA(Y)=√3In(Y)/5

    變壓器三角形側(cè)的電流互感器變比為:

    nTA(△)=In(△)/5

    式中In(Y)變壓器繞組接成星形側(cè)的額定電流;

    In(△)變壓器繞組接成三角形側(cè)的額定電流。

    實際上選擇電流互感器時，是根據(jù)電流互感器定型產(chǎn)品變比確定一個接近并稍大于計算值的標準變比（下表所列為我廠一臺15MVA38.5kV/6.3kV主變的計算）。

    3.2變壓器各側(cè)電流互感器型號和變比的影響和防范措施

    變壓器兩側(cè)額定電壓不同，裝設(shè)在兩側(cè)的電流互感器型號就不相同，致使他們的飽和特性和勵磁電流（歸算到同一側(cè)）也不相同。因而在外部短路時將引起較大的不平衡電流，對此只有采用適當增大保護動作電流的辦法予以考慮。由于電流互感器都是標準化的定型產(chǎn)品，所以實際選用的變比，一般均與計算變比不完全一致，而且各變壓器的變比也不可能完全相同，因此在差動保護回路又會引起不平衡電流。這種由于變比選擇不完全合適而引起的不平衡電流，可利用磁平衡原理在差動繼電器中設(shè)置平衡線圈加以消除，一般平衡線圈接于保護臂電流小的一側(cè)，因為平衡線圈和差動線圈共同繞在繼電器的中間磁柱上，適當選擇平衡線圈的匝數(shù)，使它產(chǎn)生的磁勢與差流在差動線圈中產(chǎn)生的磁勢相抵消，這樣，在二次繞阻就不會感應(yīng)電勢了，其差動繼電器的執(zhí)行元