變壓器差動保護平衡系數的矢量分析

陳玉龍，李巧榮

（新疆電力公司教育培訓中心，新疆 烏魯木齊830000）

變壓器縱差保護作為變壓器繞組故障時的主保護，其保護范圍包括了變壓器本身、電流互感器與變壓器的引出線，能夠有效地反映出接地故障，繞組與端部的短路故障，同一繞組的匝間故障等，具有高靈敏度。變壓器縱差保護涉及有電磁感應關系的各側電流，它的構成原理是磁勢平衡原理，亦即變壓器正常運行或外部故障時，變壓器兩側電流的相量和為零，∑˙I＝0。為了方便電網一線員工對平衡系數的理解和計算，本文采用了更加直觀簡明的矢量方法進行分析。

1 Y－Y變壓器平衡系數分析

圖1中畫出了變壓器差動保護的單相原理接線圖，在微機保護中，各相電流分別進入保護裝置，由軟件算法實現縱聯差動保護。圖中、分別為變壓器高壓側一二次側的電流分別為變壓器低壓側一二次側的電流。＋在正常運行和外部故障時為零，此時保護不動作。

根據變壓器的基本原理，得到如圖2所示的Y－Y變壓器一次側電流矢量圖，可以看到高低壓側電流相位相同，大小與變壓器變比K成比例關系。

通過電流互感器Y接法采集到保護裝置中的電流保留了其相位關系，只是電流大小發生了變化，我們只進行電流幅值的校正，如圖3所示。

圖1 Y－Y變壓器差動保護原理接線圖

圖2 Y－Y變壓器一次側電流矢量圖

圖3 Y－Y變壓器二次側電流矢量圖

設定高壓側CT變比為K1，低壓側CT變比為K2，可以得到，

以變壓器高壓側電流為基準，計算平衡系數有

2 Y－△變壓器平衡系數分析

在傳統保護中，為了校正由于Y－△變換帶來的相位變化，一般采用變壓器Y側的差動TA接成三角形來實現，但現在普遍應用的微機保護中，變壓器兩側的差動TA都直接接成星型，其中的相位和幅值的校正全部由內部軟件算法來實現。圖4為Y－△變壓器差動保護原理接線圖，與圖1并無變化。

圖4 Y－△變壓器差動保護原理接線圖

根據變壓器的基本原理，得到如圖5所示的Y－△變壓器一次側電流矢量圖，可以看到高低壓側電流相位發生了30°的偏轉，這不難理解。電流矢量大小仍然與變壓器變比K成比例關系。

圖5 Y－△變壓器一次側電流矢量圖

通過電流互感器Y接法采集到保護裝置中的電流保留了其相位關系，只是電流大小發生了變化，如圖6所示。在對和進行平衡系數的計算中，需要進行電流幅值和相位兩個方面的校正，如圖7所示。

圖6 Y－△變壓器二次側電流矢量圖

采用分相測試時，以A相差動為例，兩側都在A相加入電流IA2，IB2＝IC2＝0，高壓側CT變比為K1，低壓側CT變比為K2，則

圖7 Y→△相位校準矢量圖

以變壓器高壓側電流為基準，計算平衡系數有

3 實例計算

某一變壓器參數如表1。

表1 某變壓器參數

將設備參數值代入公式Ie＝Se/U）中，得到高壓側額定電流IHe＝0.66 A，中壓側額定電流IMe＝0.753 A，低壓側額定電流ILe＝0.962 A。

高壓側平衡系數KPH＝1，中壓側平衡系數KPM＝0.876，低壓側平衡系數KPL＝0.219。

4 結束語

本文采用了矢量法來分析變壓器差動保護中的平衡系數，簡單易懂地說明了平衡系數的計算方法，并且給出了一個計算實例，為電力一線員工理解和掌握平衡系數的計算提供了幫助。

［1］ 國家電力調度中心.國家電網公司繼電保護培訓教材［M］.北京：中國電力出版社，2009.

［2］ 許繼電氣股份有限公司.WBH－801A微機變壓器保護裝置說明書［Z］.2011.

［3］ 蘇玉林，劉志民.怎樣看電氣二次回路圖［M］.北京：中國電力出版社，1992.

［4］ 甘景福，董敬遠，王笑梅.變壓器差動保護平衡系數計算中電壓值選取問題［J］.變壓器技術，2005，（7）：21－23.