內橋接線方式下變壓器差動保護誤動原因及防范措施

王定玉

摘 要：差動保護是一種變壓器發生內部故障時的主要保護，應用廣泛，差動保護會受到多種因素的影響，如應涌流、電磁互感器飽和及勵磁涌流等，受到干擾后可能會產生誤動。本文分析了誤動原因，并提出了防范措施。

關鍵詞：內橋接線；變壓器；差動保護；誤動原因

現階段，電力系統基本都是根據二次諧波的制動原理來對勵磁涌流進行識別，然而隨著系統不斷擴大規模和改變自身的運行方式，勵磁涌流也不再擁有二次諧波這項獨有特征。通常電磁互感器飽和采用的克制特性是比率制動，但是其并無法保證電磁互感器在極度飽和下能進行可靠的差動保護。

1 誤動原因分析

1.1 勵磁涌流

在T2變壓器進行空載合閘前，T1變壓器正常運行，其中會有正常的負荷工頻電流流過，利用QF3過橋開關空載合閘T2變壓器，此時會產生較大數值的勵磁涌流，其通過TA1電流互感器和TA2電流互感器流入T2變壓器，電流互感器TA1的負荷電流為一次電流，會疊加在勵磁涌流上，而勵磁涌流為TA2電流互感器的一次電流。不對電流互感器的飽和情況進行考慮，也就是其都能夠進行一次電流的正確傳變，能夠得出T1變壓器高壓端的等效電流是負荷電流，可以完全抵消掉勵磁涌流，能夠對流過變壓器高壓端的電流進行正確反映，不會出現異常的波形。T2變壓器的空載合閘不會影響到T1變壓器的低壓端電流，因此可以發現差動電流是一種不平衡電流，且其幅值較小，接近于正常的運行情況，一般來說并不會導致差動保護誤動。

1.2 和應涌流

一臺變壓器進行空載合閘時，另一臺運行的變壓器會出現和應作用，進而引發和應涌流。T1變壓器的電源端由于和應涌流影響會產生變化，其低壓端的電流值保持不變，依然為正常的負荷電流。這時，TA1電流互感器的一次電流是T1變壓器中的工頻負荷電流，其會與T2變壓器中的勵磁涌流以及和應涌流進行疊加，而TA2電流互感器中的一次電流是T2變壓器空載合閘的勵磁涌流，當電流互感器不飽和時，T1變壓器高壓端的等效電流可以表示為：

IA=ILoad，A+ISyn，A和IB=ILoad，B+ISyn，B

本式中，A的負荷電流為ILoad，A，A的和應涌流為ISyn，A，B的負荷電流為ILoad，B，B的和應涌流為ISyn，B。

這時，可以完全抵消掉勵磁涌流，在計算差動電流時，相位校正可抵消負荷電流，但是不能抵消掉和應涌流，IdA為A的差動電流，也就是A和B的和應涌流差值：IdA=ISyn，A-ISyn，B。若T1變壓器中的A和B僅一相出現了和應涌流，這時其差動電流波形為單相和應涌流，由其性質可知，此差動電流中有較大的二次諧波，可以根據其制動的判據來斷定是否閉鎖，而不會導致差動保護誤動。若T1變壓器的A和B相都會出現和應涌流，討論時可以分兩種情況進行，一種是兩相擁有不同的涌流方向，另一種為兩相擁有相同方向的涌流。

1.3 電流互感器飽和

依據上述分析結果，即和應涌流和勵磁涌流不會導致變壓器在內橋接線方式中出現差動保護誤動，且發生誤動的T1變壓器中并未出現和應涌流，為了進行簡化分析，可以忽略T1變壓器中的和應涌流。但是難以避免T2變壓器中出現勵磁涌流，這時電流互感器TA1中流過的一次電流是勵磁涌流與工頻負載電流的疊加，而TA2電流互感器中的一次電流是勵磁涌流，其中包含了較多非周期分量，會導致電流互感器飽和。

2 差動保護的誤動防護

2.1 改進電流互感器的接線方式

T1變壓器的差動保護使用的是比率制動原理，制動電流，IY和I△是變壓器的高壓和低壓端的電流，由于IY是兩個電流互感器的二次電流差值，所以會出現IY較小而電流互感器的二次電流會相對較大，導致制動電流較小。可以對電流互感器的接線方式進行改進，取消電流互感器的差接再將其接入保護裝置中的方式，而是將電流互感器分別接到保護裝置中，這時制動電流值就是三個電流互感器的二次電流和值，進而對比率差動的動作界值進行提升，提高制動的性能。上述改進接線的方式能夠有效防止變壓器在內橋接線方式中出現差動保護誤動。但是，通常T1變壓器使用的是西門子微型差動保護，高壓端只能夠接入一個電流互感器，無法實現在差動保護裝置中分別接入TA1和TA2兩個電流互感器，所以在選擇防誤動措施時，要根據實際情況進行選擇，以便能夠廣泛應用。

2.2 極性試驗判斷接線正確性

在TA的一次接線端，利用極性試驗依次施加瞬間電流，觀察保護屏上的電流端子儀表指針偏轉方向，就能夠對電流互感器以及其與保護屏之間的電纜接線正確性進行判斷。節點要選擇為母線、變壓器等被保護設備，然后將保護屏電流端子打開，以星形接線的方式接入差動保護各側的TA電流互感器，將毫安表的正極接到電流回路的電流端子上，將負極表筆接入地端子，若電池形成的流入節點的瞬間電流通過時，毫安表的指針發生正偏，表明接線無誤。檢查完所有的回路極性后，就能夠對電流互感器的接線正確性提供保障。

3 結語

變壓器主保護就是差動保護，其對于變壓器的安全運行至關重要，誤動現象會嚴重影響到電網設備的日常運行，所以誤動分析和防范勢在必行。

參考文獻

[1]盛方正，王文成，陳亞子.電流互感器二次側并聯接入變壓器差動保護裝置的問題研究[J].現代電力，2011，（4）：35-39.

[2]鄭濤，張婕，高旭.一起特高壓變壓器的差動保護誤動分析及防范措施[J].電力系統自動化，2011，（18）：92-97.

（作者單位：國網河南嵩縣供電公司）