CT饱和引起变压器差动保护误动的分析与对策

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1、维普资讯http://www.cqvip.com第33卷第8期继RE电LA器YVo1．33No．82005年4月16日Apr．16，200561CT饱和引起变压器差动保护误动的分析与对策郑小敏，刘会金，刘霞忠，刘晓芳(武汉大学电气工程学院，湖北武汉430072)摘要：对电流互感器(cT)饱和后变压器差动保护误动机理进行了分析，并在对各种传统的防治cT饱和措施分析的基础上，提出采用Rogowski线圈作传感头解决CT饱和的新方法。基于Rogowski线圈的电子式电流互感器以其线性度好、无磁饱和、频带宽、高精度和高可靠性等

2、特点，成为传统差动保护用CT的理想替代品。关键词：CT饱和；变压器差动保护；Rogowski线圈中图分类号：TM772文献标识码：A文章编号：1003-4897(2005)08-0061-030引言在电力系统中，互感器是一次系统和二次系统间的联络元件，用以分别向测量仪表和继电器的电流线圈和电压线圈供电，以监测和控制电气设备的正常运行和故障情况。传统的电流测量是通过应用电磁感应原理构成的电流互感器(CT)实现的。随着现代电力向高电压大容量方向发展，对电力系统图1双绕组变压器差动保护的单相原理接线起保护和监控作用的CT提出

3、了小型化、自动化和Fig．1Single·phaseprincipleconnectionofthedouble·高可靠性的要求，传统的电磁式CT已经越来越不windingtransformerdiferentialprotection能适应这一发展趋势。故障时CT饱和产生的差流往往造成变压器差动保护误动作，如何有效地防治流的非周期分量和谐波分量电流将使变压器差动保因CT饱和引起的差动保护误动，多年来一直未能护两侧不同型的CT，由于严重的非线性饱和特性不得到很好的解决。一致，纵然一次电流各侧之和Ii=0，但二次电lCT

4、饱和后差动保护误动机理分析流诸侧之和I≠0，造成差动电流J增大，与此差动保护原理于1904年由C．H．Merz和B．同时反映>lJl的制动电流，却因cT严重饱和Price在英国提出，尽管其实现方式特别是制动量的而减小，这就构成了差动保护误动的基本条件。构成存在一些差别，但基本原理沿用至今，对双绕组2防治CT饱和的传统对策变压器实现差动保护的单相原理接线如图1所示⋯，比率制动式差动保护的典型动作判据是：传统差动保护中，CT饱和引起的暂态不平衡电差动电流流造成保护误动是一个需重点考虑的问题。从提高Id=lJl+l(1)变压

5、器差动保护的整体性能出发，需要采取综合对制动电流策来防治CT饱和，本文归纳如下：，=0．5(1Jll+l1)(2)1)选择适当的CT和减少二次负载阻抗动作判据，>，。，当，≤，。(3)CT饱和其实就是CT铁芯中磁通饱和，而磁通，d>，0+K(，一，0)，当，>，0(4)密度与感应电势成正比。在同样负载阻抗下，CT二式中：I．、12为两侧电流相量(均以流人为正向)；次回路感应电势与二次电流成正比，或在同样电流Idz为最小动作电流；Iz．0为最小制动电流；K为差下，感应电势与二次负载阻抗成正比。因此，避免CT．0动保护的斜

6、率。饱和主要从两个方面人手，一是在选择CT时，适当从CT的暂态传变特性知，在外部故障、空载合增大CT的变比，即增大一次额定电流；另一方面要闸或故障切除电压恢复的暂态过程中，伴随工频交尽量减少CT二次负载阻抗，尽量避免保护和计量共维普资讯http://www.cqvip.com62继电器用CT，缩短CT二次电缆长度及加大二次电缆截面。电子式电流互感器的研究。大电流发生器的额定2)差动保护的制动特性选择输入输出为220V／1500A，对电子式电流互感器进针对CT饱和时制动电流减小的特点，比率制动行了10～1400A的大电流

7、测试，试验电路如图2所判据可按制动电流的大小分别采用不同的制动系示，Rogowski线圈的输出特性如图3所示。数，即多段折线型比率制动特性。在制动曲线中，小调大电流区域采用较小的制动系数，大电流区域采用大压电——采光纤控的制动系数，这样当CT出现饱和时，制动量较大，动压变流发(萎鸯厶)样板制板器生作区变小，可以防止区外故障时因CT饱和引起保护器误动。3)CT饱和的鉴别图2线性度测试实验电路Fig．2Experimentalcircuitforlinearitytest理论证明J，当发生区外短路故障时CT不会立即饱和，外

8、部短路后的暂态不平衡电流不会立即出现。而当变压器发生区内故障时，一开始差动电流很大。因此，利用差动电流出现时刻和故障发生时刻的不同，来区分是区内故障还是区外故障，从而有效地防止外部短路时由于CT饱和而引起的暂态不平衡电流造成的差动保护误动。』A图3Rogowski线圈线性度曲线3Rogowski线圈在变压器差动保护中的应Fig．3