變壓器差動保護(hù)回路產(chǎn)生不平衡電流的原因與防范

1引言

變壓器是電力系統(tǒng)廣發(fā)使用的電壓變換和電能傳送的重要設(shè)備，情系千家萬戶。為提高變壓器運行的安全與可靠，設(shè)置了諸種相應(yīng)的保護(hù)裝置，而差動保護(hù)則是變壓器外部故障的主保護(hù)。差動保護(hù)裝置在運行中受到諸因素的影響，會在保護(hù)回路中產(chǎn)生不平衡電流，致使差動保護(hù)誤動作，影響變壓器的正常運行。為此，只有采取防止不平衡電流產(chǎn)生的相應(yīng)措施，才能確保變壓器安全運行。

2差動保護(hù)回路產(chǎn)生不平衡電流原因

差動保護(hù)是變壓器保護(hù)范圍內(nèi)，流入和流出電流的差值進(jìn)行設(shè)計與工作的。由于變壓器接哦股與運行上的特點，使之在運行中受到諸多因素的影響，導(dǎo)致保護(hù)回路中產(chǎn)生非故障性的不平衡電流而引起保護(hù)裝置的誤動作，從而影響變壓器的正常運行。其回路產(chǎn)生不平衡電流的原因有：

2.1變壓器勵磁涌流引起的不平衡電流

當(dāng)變壓器空載投入或外部故障切除后電壓恢復(fù)時，因鐵心磁飽和及剩磁的存在，可產(chǎn)生數(shù)值為額定電流5—10倍的勵磁涌流。其特點是：含有很大成分的非周期分量和高次諧波、勵磁涌流的大小和衰減時間與外加電壓、鐵心剩磁、回路阻抗、鐵心特性及容量等有關(guān)。對三相變壓器而言，又有三相電壓相位的不同，無聊在任何瞬間合閘，至少有兩相會出現(xiàn)不同程度的勵磁涌流，從而在保護(hù)回路產(chǎn)生不平衡電流。

2.2變壓器繞組連接方式不同引起不平衡電流

三相三繞組變壓器采用Y.y.d(Y/Y/△)連接時，各側(cè)電流存在相位差。即使各側(cè)電流互感器二次電流大小相互匹配，但由于兩側(cè)相位不同，這種相位差也將在保護(hù)回路中產(chǎn)生不平衡電流。

2.3電流互感器型號不同引起的不平衡電流

變壓器各側(cè)電壓不同，裝設(shè)的電流互感器型號也不會相同，它們的飽和特性和勵磁電流也不相同。當(dāng)變壓器外部出現(xiàn)故障時，流過各側(cè)電流互感器的一次電流有很大差別，這種過大差別的電流將在保護(hù)回路產(chǎn)生不平衡電流。

2.4電流互感器實際變比與即使變比不吻合引起的不平衡電流

電流互感器都是定型產(chǎn)品，其變比也是標(biāo)準(zhǔn)化的。因而所選用的電流互感器變比很可能難以與實際變比相吻合，這種變比的不吻合將在保護(hù)回路產(chǎn)生不平衡電流。

2.5變壓器改變分接開關(guān)檔位引起的不平衡電流

變壓器運行中通過改變分接開關(guān)檔位，可調(diào)整輸出電壓值。當(dāng)分接開關(guān)檔位改變后，會引起調(diào)壓側(cè)一次電流的變化，從而導(dǎo)致該側(cè)電流互感器二次電流的變化。差動保護(hù)的整定計算，往往是按變壓器額定變化計算各側(cè)工作電流，并以此選擇電流互感器的變比，缺點繼電器平衡線圈匝數(shù)，確保保護(hù)回路的磁勢平衡。當(dāng)變壓器分接開關(guān)檔位改變后，調(diào)壓側(cè)電流隨之改變，但電流互感器變比是固定不變的，因而引起二次電流的變化，打破原來的磁勢平衡，從而導(dǎo)致保護(hù)回路產(chǎn)生不平衡電流。

3不平衡電流對差動保護(hù)的影響

差動保護(hù)是變壓器外部故障的主保護(hù)，具有很好的動作選擇性和靈敏度。差動保護(hù)裝置的動作，是按被保護(hù)范圍內(nèi)流入和流出電流的差值來進(jìn)行整定的，而整定值的計算往往是按變壓器額定變比為依據(jù)。然而在保護(hù)回路運行中受到諸多因素的影響而產(chǎn)生不平衡電流，這種非故障性的不平衡電流若超過差動保護(hù)裝置動作的整定值時，即會引起保護(hù)裝置的誤動作而影響變壓器運行，造成供電中斷的危害。

差動保護(hù)回路中產(chǎn)生的不平衡電流，是導(dǎo)致保護(hù)裝置誤動作的主要原因，這種非故障性保護(hù)裝置動作，必將造成變壓器的非故障運行中斷，從而影響電網(wǎng)的正常供電。變壓器這種非故障性停電危害極大，不僅影響電網(wǎng)的正常運行，而且還將給客戶造成停電的經(jīng)濟(jì)損失。

4防止不平衡電流產(chǎn)生的措施

4.1防止變壓器勵磁涌流影響的措施

防止勵磁涌流影響的措施：

4.1.1利用保護(hù)范圍內(nèi)故障電流與勵磁涌流波形的差別，在晶體管變壓器差動保護(hù)裝置中，運用波形差別來躲開勵磁涌流的影響;

4.1.2利用勵磁涌流中的非周期分量助磁使鐵心飽和，自動增大差動保護(hù)的動作電流，以躲開勵磁涌流的影響。

4.2變壓器繞組連接方式不同的補(bǔ)償措施

為消除差動保護(hù)回路中電流的相位差，通常采用的補(bǔ)償方式是：將變壓器Y接線側(cè)電流互感器二次繞組接成△，而將變壓器△接線側(cè)電流互感器二次繞組接成Y，致使電流互感器二次電流相位得到補(bǔ)償，以消除繞組連接方式不同所帶來的影響。

4.3電流互感器實際變比與計算變比不吻合的改善措施

為消除變比不吻合而產(chǎn)生的不平衡電流，可通過磁勢平衡原理來實際。通常采用具有速飽和鐵心的差動繼電器，即可消除變比不吻合帶來的影響。由于這種差動繼電器的平衡繞組與差動繞組共同繞再中間磁柱上，因而這兩個繞組的磁勢放下相反而互相抵消，從而消除變比不吻合的影響。

4.4消除電流互感器型號不同影響的措施

消除電流互感器型號不同影響的措施：

4.4.1按10%誤差曲線要求選擇各側(cè)電流互感器，以保證變壓器外部故障時，電流互感器二次電流誤差不超過10%;

4.4.2在整定差動保護(hù)動作電流值時，引入一個同型號系數(shù)K，用以反映電流互感器型號異同的影響。當(dāng)變壓器各側(cè)電流互感器型號相同時取K=0.5，當(dāng)各側(cè)電流互感器型號不同時取K=1，這實質(zhì)上市采用較大K值來提高差動保護(hù)的動作電流。

4.5消除分接開關(guān)改變檔位時影響的措施

根據(jù)變壓器分接開關(guān)改變檔位的具體情況，以提高差動保護(hù)動作電流的整定值，來躲開不平衡電流的影響。

5結(jié)語

差動保護(hù)是防止變壓器外部故障的主保護(hù)，因運行中會受到諸多因素影響，將在保護(hù)回路中產(chǎn)生不平衡電流，影響保護(hù)裝置的選擇性靈敏度，甚至引起保護(hù)裝置的誤動作，造成變壓器中斷運行。

運行實踐證明，只有采取相應(yīng)措施防止不平衡電流的產(chǎn)生，即可避免差動保護(hù)的誤動作。除防止平衡電流對保護(hù)裝置動作的影響外，還要優(yōu)化保護(hù)裝置的設(shè)計，開發(fā)應(yīng)用微機(jī)形成套保護(hù)裝置，從而提高保護(hù)裝置的性能和動作的正確率，實現(xiàn)變壓器的安全運行。

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