变压器差动保护.docx

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1、Y0/Δ接线变压器差动保护的励磁涌流闭锁内容摘要长期以来，人们广泛地采用差动电流作为励磁电流样本，仅利用样本电流中的二次谐波识别短路和涌流，或采取按相闭锁或采取最大相闭锁。理论证明，这种闭锁存在缺陷，实践证实，这种闭锁存在不正确动作。本文通过理论分析得出结论：样本电流、波形识别和闭锁方式是利用电流实现励磁涌流闭锁的三大要素。作者重新选取了样本电流、采取多成分的波形识别和双重的闭锁方式等崭新技术，为利用电流实现励磁涌流闭锁提出了先进的思想。仿真和动模都证实新思路正确、新技术有效。引言变压器差动保护的涌流闭锁十分类似线路阻抗保护的振荡闭锁。如果振荡中心落在保护范围内，功角摆到一定角度，测

2、量阻抗无法区分短路和振荡，解决这类问题就是振荡闭锁。变压器励磁回路饱和，励磁阻抗降低，等同于经降低后励磁阻抗短路，差动继电器无法区分短路和涌流，解决这类问题就是涌流闭锁。励磁涌流闭锁是一直困惑业内人士的难题，是变压器差动保护不正确动作的主因，甚至有学者认为对变压器差动保护的研究就是对变压器励磁涌流的研究。Y0/Δ接线的变压器纵向差动保护中的励磁涌流闭锁更是难中之难。长期以来，人们广泛地采用差动电流作为励磁电流样本，仅利用样本电流中的二次谐波区分短路和涌流，或采取按相闭锁或采取最大相闭锁。理论证明，这种闭锁很不完善、存在严重缺陷。实践证实，这种闭锁存在一定概率不正确动作。计算机技术对传

3、统的观念产生深刻影响，新方法、新技术层出不穷。本文通过分析、验证，颠覆了传统的观念，提出了崭新的理论：样本电流、波形识别、闭锁方式是利用电流实现励磁涌流闭锁的三大要素。通过大量的仿真计算，特别是许多现场误动的录波数据的仿真，新理论都能准确地区分短路与涌流。新原理的保护装置经过多次动模、数模的验证，新保护的灵敏性、安全性、速动性均优于同类保护。纵向差动三相间相互影响在三相电路中，存在电联系、磁耦合都会造成三相间相互影响，这是一个不容忽视的问题。大家熟知的对称分量法就是将存在对称磁耦合的三相网络，分解三序独立的零序、正序、负序网络。我们通过分相差动与纵向差动的比较来考察纵向差动三相间相互

4、影响。在分相差动范围内，三相变压器完全等同于三台单相变压器，三相间完全独立，三序等效电路完全相同、等值阻抗完全相等。只要变压器内部无故障差动电流等于本相励磁电流。采用差动电流波形判别短路或励磁涌流是完全正确的。在纵向差动范围内，Δ接线使得三相直接存在电的联系，完全不同于三台单相变压器，零序等效电路根本不同于正、负序等效电路，从三相电路的理论知，零序网络与正、负序网络不同，等效于三相间存在互感。显然，不能简单地仿照分相差动，采用差动电流波形实现涌流闭锁。纵向差动范围内的Δ接线造成了三相间相互影响，沟通了差动范围内的三相间电流流通，从序分相观点看是零序电流在Δ环内流通。如果把纵向差动范围

5、内的Y0/Δ变压器两侧看成两端口网络，那么，零序网络则极不对称，构成差动继电器的电流必须剔除零序电流！剔除零序电流只是保证了外部故障差动的平衡。其实质是，假设Y0侧零序电流等于Δ环内零序电流，Δ侧在硬件上把TA环内移至环外，Y0侧必须在软件上减去零序电流。外部故障故障上述假设成立。内部故障或励磁涌流产生的零序电流上述假设不成立！Y0/Δ接线的变压器纵向分相电流差动保护存在Y0→Δ和Δ→Y0两种折算。人们总是企图用差动电流反映故障点电流，显然，故障发生在哪侧向那侧折算较准确。折算就好比站在折算侧向被折算侧看，用戴维南定理等值为一个有内阻抗的三相电源。如果被折算侧无故障，等值的三相是对称

6、的，被折算侧有故障必然相当复杂。这里所谓的“侧”，是按纵向差动继电器的折算分侧，不以变压器绕组分侧，它以Δ接线分界：变压器Y0侧及变压器Δ侧的Δ环内统称Y0侧，变压器Δ侧的Δ环外称Δ侧。当故障发生在Δ侧：若Y0→Δ折算，则非故障相差动电流为零；若Δ→Y0折算，则非故障相差动电流不为零。道理很简单，当Y0→Δ折算时，被折算侧无故障，我们站在故障点向Y0侧看，用戴维南定理等值为一个有内阻抗的三相电源，如同线路差动一样，非故障相差动电流为零。当若Δ→Y0折算时，被折算侧有故障，在Y0侧找不到这样一个戴维南点。或者说，Δ侧电流在折算过程中要做电流差运算，即故障相与非故障相的混合运算，造成了非

7、故障相差动电流不为零。当故障发生在Y0侧，无论Y0→Δ折算，还是Δ→Y0折算非故障相差动电流可能不为零。Y0→Δ折算,被折算侧有故障，同Δ侧发生故障Δ→Y0折算道理，非故障相差动电流不为零。Δ→Y0折算，Y0侧电流在折算过程中要做减零序电流运算，只要Y0侧故障出现零序电流，则非故障相差动电流不为零。容易理解即使是内部故障分相差动非故障相差动电流理论上为零，说明Y0侧和Δ环内的相电流平衡，序电流则不然。比如，线路上发生A相接地短路，短路点两边B、C相电流相等