微機變壓器差動保護原理及運行分析比較

朱正風，孟慶波

（國網昆山市供電公司，江蘇昆山 215300）

微機變壓器差動保護原理及運行分析比較

朱正風，孟慶波

（國網昆山市供電公司，江蘇昆山 215300）

對差動保護實現方法進行簡單闡述，對目前系統內運行的幾種典型保護的特點進行簡單比較。并通過對現場運行數據的分析，重點討論了幾種差動保護涌流閉鎖方案的優缺點和合理性。

補償；比率制動；諧波

1 變壓器各側電流幅值相位調整及零序電流的消除方式

1.1 接線組別對差動保護的影響及調整方式

對于Y，y0接線的變壓器，由于一、二次繞組對應相電流的相位幾乎完全相同。而常見Y，d11接線的變壓器，由于三角形側的線電壓與星形側相應相的線在相位上相差30°，故其相應相的電流相位關系也相差30°。即三角形側的電流比星形側的同一相電流，在相位上超前30°，因此即使變壓器兩側電流互感器二次電流的數值相等，在差動保護回路中也會出現不平衡電流。

1.2 接線組別的常規補償措施

為了消除由于變壓器Y，d11接線引起的不平衡電流影響，傳統方式的相位補償法是將變壓器星形側電流互感器二次側接成三角形，而將變壓器三角形側電流互感器二次側接成星形，從而把電流互感器二次電流的相位校正過來。如圖1所示。

圖1 電流互感器二次電流的相位校正圖

圖中IAY、IBY、ICY分別表示變壓器星形側三相電流（均表示向量以下同），對應的電流互感器二次電流為I'aY、I'bY、I'cY。由于電流互感器二次繞組接成三角形，故流入差動臂的三相電流為IaY=I'aY-I'bY、IbY=I'bY-I'cY、IcY=I'cY-I'aY分別超前同名相一次側電流IAY、IBY、ICY30°。這樣便可補償Y，d11型變壓器兩側電流30°的相位差，使變壓器在正常運行情況和外部短路時，同名相流入差動臂的二次電流保持同相位，從而減小了由于變壓器接線組別相位差形成的不平衡電流。

1.3 消除流入差動保護零序電流的必要性及措施

變壓器運行過程中，往往會出現在區外接地故障時，零序電流流過變壓器一側情況，如YN，d11型變壓器，當高壓側區外發生接地故障時，將有零序電流流過高壓側，而由于低壓繞組為d形接線，在變壓器低壓側將無零序電流輸出，若不采取措施使得零序電流不流入差動元件，在變壓器高壓側系統中發生接地故障時，差動保護可能有誤動的危險。

2 比率制動解決區外故障不平衡電流增大的影響

變壓器在正常負荷狀態下，電流互感器的誤差很小，這時差動保護的不平衡電流也很小，但隨著外部短路電流的增大，電流互感器就可能飽和，誤差也隨著增大，這時，不平衡電流也隨之增大，當不平衡電流超過動作電流時，差動保護就可能誤動。

3 勵磁涌流對差動保護的影響及其解決措施

3.1 變壓器的勵磁涌流

變壓器的高低壓側是通過電磁聯系的，故僅在電源的一側存在勵磁電流，它通過電流互感器構成差回路中不平衡電流的一部分。正常運行時，其值很小，一般小于變壓器額定電流的3%，當發生外部故障時，由于電源側母線電壓降低，勵磁電流將更加減少。

3.2 各種涌流制動方案在實際運行過程中的比較

目前，國內各保護廠家在涌流制動邏輯上一般有兩種不同的方案。

一種采用“一相出現涌流特征，三相縱差保護全部閉鎖”，即交叉閉鎖。某廠PST1200型主變保護二次諧波閉鎖邏輯即采用是該種方案。該方案的優點在于提高了變壓器空載合閘時差動保護的可靠性，但同時也犧牲了空投于故障主變時保護的靈敏性。

另一種是采用“涌流的分相制動，即哪相出現涌流特征，僅閉鎖該相差動”即分相閉鎖。某廠的RCS978型主變保護即是采用的該種制動方案。

由于變壓器各相涌流及涌流中出現的二次諧波百分比不盡相同，很容易出現某相涌流超過差動門檻而二次諧波比達不到定值的情況，這時候就會造成差動保護誤動。而空投主變時，往往總會有某相的二次諧波比大于定值。如果我們在主變空投的幾個周波內采用交叉閉鎖，幾個周波后再采用分相閉鎖，這樣就可以有效的防止空投變壓器時的誤動。當然為防止合閘于故障變壓器時能有效切除故障，交叉閉鎖的時間選擇是非常關鍵的。主變保護的目的是保證變壓器鐵芯不被燒毀，而目前，大量資料表明，在0.2s內切除內部故障變壓器鐵芯不應燒毀，考慮到保護動作到開關跳開的時間裕度，設置4～5個周波的交叉閉鎖是安全的。西門子公司的7UT613系列差動保護即采用了先交叉閉鎖后分相閉鎖的方案，提高了保護性能，運行過程中效果良好。

Principle and Operation Analysis of Transformer Differential Protection

Zhu Zheng-feng，Meng Qing-bo

The realization method of differential protection is briefl y described，and the characteristics of several typical protection in the current system are compared.Based on the analysis of the field operation data，the advantages and disadvantages of several schemes of differential protection are discussed.

compensation；ratio braking；harmonic隨著繼電保護技術的不斷提高，微機保護在電力系統中的應用越來越廣泛。作為微機保護的一個重要組成部分，微機型變壓器差動保護因其原理以及運行情況的特殊性，一直備受繼電保護專業人員的重視。本文就微機型變壓器差動保護實現原理及應用狀況進行簡單分析闡述，并對目前運行的幾種變壓器保護進行簡單分析比較。

TM407

A

1003-6490（2016）07-0184-01

2016-07-06

朱正風（1978—），男，江蘇吳縣人，工程師，主要研究方向為繼電保護。