变压器差动保护原理分析

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1、变压器差动保护原理分析作者：陆位宁【摘要】结合SEL-587保护装置，对变压器差动保护原理进行探讨。分析了变压器差动保护如何区分区内、区外故障，如何消除变压器励磁涌流、CT饱和、CT断线、变压器过励磁等的影响。【关键词】变压器保护差动保护励磁涌流星三角变换电力变压器是电力系统中非常重要的设备,也是我们所做的工程中经常接触到的设备。而变压器保护则是我们所做的微机保护中很普遍的一种保护。差动保护是变压器保护的主保护，本文将结合我公司使用的变压器保护装置SEL-587对变压器差动保护的一些技术问题进行讨论，并提出设计、

2、调试需注意的一些问题。变压器差动保护一般要求解决以下一些技术问题：（1）快速准确地区分变压器的区内故障和区外故障；（2）消除CT传变误差及变压器运行时产生的不平衡电流对差动保护的影响；（3）准确识别变压器励磁涌流，避免因励磁涌流产生的差流导致差动误动；（4）消除CT饱和对差动电流的影响；（5）消除变压器过励磁的影响；（6）准确判别CT断线的情况，解决其对差动保护的影响。随着继电保护技术、电子技术、通信技术等方面的不断发展，为在变压器保护设计中解决这些技术问题提供了可能。特别是现在大量采用的微机型变压器保护装置，在

3、越来越好的计算机硬件平台的基础上，具有了更加强大的数据处理、数据记忆、计算、逻辑判断等软件功能，因此，可以很好地处理和解决变压器保护中的这些技术问题。1电流调整变比（TAP1，TAP2）继电器以TAP1、TAP2分别作为高、低压侧电流的基准值，两侧电流分别与各自的基准值进行运算（运算方法后边将会提到），得出各自的标幺值，再进行差流的比较。继电器使用标准方程来设置TAP1和TAP2，当变压器连接方式为YDAB，CT连接方式为YY时，C1、C2均为1，其它连接方式请参考SEL587说明书。MVA表示变压器最大容量，V

4、WDG1、VWDG2分别为变压器高、低压侧额定线电压，CTR1、CTR2分别为高、低压侧CT变比。继电器计算TAP1和TAP2具有下面的限制：1)TAP整定值范围为0.1*In—32*In；2）比值可见，在变压器及电压等级已经确定的情况下，为了满足以上两点要求，必须选择适当的CT变比，以保证整定的TAP值在上述范围内。这是设计上需要注意的。2采用比例制动元件区分区内、区外故障1）动作电流（O87P）可设置动作电流值在一个最小启动值以增进灵敏度，但是也需要足够高以避免动作于稳态CT误差和变压器励磁电流。建议将O87

5、P整定在0.3。O87P整定值范围为0.1到1.0倍的调整变比。整定值当乘以TAPmin（TAP1和TAP2中的较小值）以后必须使动作电流大于或等于0.1*IN。例如，如果TAPmin等于1.0A以及IN=5A，最小O87P整定值应为0.5。2）制动折线百分比（SLP1，SLP2）应用制动折线百分比整定值（SLP1）是为了区分区内和区外故障。整定SLP1以躲过变压器分接头、励磁电流以及继电器误差引起的差电流。例如：电流互感器误差等于±10%。标幺值表示为：e=0.1变压器分接头调整电压变比范围为90%到110%。

6、标幺值表示为：a=0.1因此，由穿越电流引起的最大差电流为：这里，IW1和IW2为经过补偿后的变压器高低压二次侧电流。由于对于外部故障和负荷电流，IW1=IW2，我们可以将最大差电流表示为绕组电流的百分比值：除了上面计算的误差，我们还要考虑变压器启动电流（3%）和继电器测量误差（5%）引起的额外误差。最大的总误差将近36%。因此，较保守的折线1整定值SLP1为40%。图1百分比制动差动特性3)采用继电器内部星三角变换以消除不平衡电流的影响对于星三角连接方式的变压器，区外故障、带负荷调分接头、CT传变误差等都有可能

7、在星接侧产生不平衡电流。为了消除不平衡电流的影响，避免差动保护误动，传统的继电器是在星接侧采用角接的CT来去除零序分量，以消除不平衡电流流入继电器，SEL-587继电器则是把这一工作放在继电器内部来进行。以Yd11接线的变压器为例，对于SEL-587，高低压侧的CT都为Y连接方式，继电器内部对高压侧流入的电流进行星三角变换，去除了零序分量的影响。经过星三角变换后得出的电流为：IAW2C=IAW2IBW2C=IBW2ICW2C=ICW2IAW1、IBW1、ICW1分别为高压侧流入继电器的实际三相电流，IAW2、IB

8、W2、ICW2分别为低压侧流入继电器的实际三相电流，IAW1C、IBW1C、ICW1C、IAW2C、IBW2C、ICW2C分别为补偿后高低压侧三相电流。将补偿后的电流分别除以TAP1、TAP2得出补偿后高、低压侧电流的标幺值，两侧电流标幺值之差得出差流标幺值IOP,两侧电流标幺值之和即是制动电流IRT。IOP、IRT满足图1中的条件，差动动作。图1中，折线上方为动作区，折