变压器差动保护的不平衡电流产生原因和防范

变压器差动保护的不平衡电流产生原因和防范

本文简要阐述变压器差动保护工作原理，分析差动保护不平衡电流产生的原因，针对不同原因，对症下药。提出相应有效的防范措施，提高差动保护动作的选择性、速动性、灵敏性、可靠性，从而保证变压器的安全稳定运行。查看更多精彩资讯

1前言

变压器差动保护是按照循环电流原理构成的。双绕组变压器，在其两侧装设电流互感器。当两侧电流互感器的同极性在同一方向，则将两侧电流互感器不同极性的二次端子相连接（如果同极性端子均置于靠近母线一侧，二次侧为同极相连），差动继电器的工作线圈并联在电流互感器的二次端子上。在正常运行或外部故障时，两侧的二次电流大小相等，方向相反，在继电器中电流等于零，因此差动保护不动作。然而，由于变压器实际运行中引起的种种不平衡电流，使得差动继电器的动作电流增大，从而降低了保护的灵敏度。

2产生的原因

不平衡电流的产生有稳态和暂态二方面。稳态不平衡电流产生的原因:（1）变压器高低压侧绕组接线方式不同;（2）变压器各侧电流互感器的型号和变比不相同;（3）带负荷调分接头引起变压器变比的改变。暂态不平衡电流主要是由于变压器空载投入电源或外部故障切除，电压恢复时产生的励磁涌流。

3影响和防范措施

下面就以上几种变压器差动保护的不平衡电流产生原因和防范措施进行阐述。

3.1变压器高低压侧绕组接线方式不同的影响和防范措施:

3.1.1变压器接线组别对差动保护的影响

对于Y，y0接线的变压器，由于一、二次绕组对应相的电压同相位，故一、二次两侧对应相的相位几乎完全相同。而常用的Y，d11接线的变压器，由于三角形侧的线电压，在相位上相差30°，故其相应相的电流相位关系也相差30°，即三角形侧电流比星形侧的同一相电流，在相位上超前30°，因此即使变压器两侧电流互感器二次电流的数值相等，在差动保护回路中也会出现不平衡电流。

3.1.2变压器接线组别影响的防范措施

为了消除由于变压器Y，d11接线而引起的不平衡电流的影响，可采用相位补偿法，即将变压器星形侧的电流互感器二次侧接成三角形，而将变压器三角形侧的电流互感器二次侧接成星形,从而把电流互感器二次电流的相位校正过来。相位补偿后，为了使每相两差动臂的电流数值近似相等，在选择电流互感器的变比nTA时，应考虑电流互感器的接线系数KC后，即差动臂的电流为KCI1/nTA。其中，I1为一次电流，电流互感器按星形接线时则KC=1，按三角形接线时KC=√3，如电流互感器的二次电流为5A时，则两侧电流互感器的变比按以下两式选择。

变压器星形侧的电流互感器变比为:

nTA(Y)=√3In(Y)/5

变压器三角形侧的电流互感器变比为:

nTA(△)=In(△)/5

式中In(Y)变压器绕组接成星形侧的额定电流;

In(△)变压器绕组接成三角形侧的额定电流。

实际上选择电流互感器时，是根据电流互感器定型产品变比确定一个接近并稍大于计算值的标准变比（下表所列为我厂一台15MVA38.5kV/6.3kV主变的计算）。

3.2变压器各侧电流互感器型号和变比的影响和防范措施

变压器两侧额定电压不同，装设在两侧的电流互感器型号就不相同，致使他们的饱和特性和励磁电流（归算到同一侧）也不相同。因而在外部短路时将引起较大的不平衡电流，对此只有采用适当增大保护动作电流的办法予以考虑。由于电流互感器都是标准化的定型产品，所以实际选用的变比，一般均与计算变比不完全一致，而且各变压器的变比也不可能完全相同，因此在差动保护回路又会引起不平衡电流。这种由于变比选择不完全合适而引起的不平衡电流，可利用磁平衡原理在差动继电器中设置平衡线圈加以消除，一般平衡线圈接于保护臂电流小的一侧，因为平衡线圈和差动线圈共同绕在继电器的中间磁柱上，适当选择平衡线圈的匝数，使它产生的磁势与差流在差动线圈中产生的磁势相抵消，这样，在二次绕阻就不会感应电势了，其差动继电器的执行元件也就无电流。但接线时要注意极性，应使小电流侧在平衡线圈与差流在差动线圈产生的磁势相反。